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速解扭計骰

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荷蘭人埃里克在10.50秒內解開一個三階扭計骰
用CFOP恢復一個三階扭計骰

速解扭計骰是指以儘量最少的時間將扭計骰復原的一項運動。速解扭計骰除了最常見的3×3×3扭計骰外,還涵蓋了其他層數的立方體扭計骰(如2×2×2、4×4×4)、其他形狀與結構的扭計骰、以及其他玩法如單手解、盲解等。目前世界扭計骰協會所舉辦與記錄的一共有17項速解扭計骰的比賽項目。

歷史

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在2004年,速解玩家們成立了世界扭計骰協會,以規劃舉辦扭計骰比賽、制定規則與記錄玩家成績[1]。在2023年間,全球各地就舉辦了總共2135場速解扭計骰比賽。[2]

術語

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轉動代號

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以下是大多數玩家以及世界扭計骰協會使用的轉動代號,用於紀錄公式與解法、生成隨機打亂等。

  • 大寫的F、B、L、R、U、D分別代表前、後、左、右、上、下層,另外小寫的f、b、l、r、u、d代表連帶中間層一起轉動。中層則以M、S、E表示。
  • 如果為順時針轉動90度,只需要寫出代號;若逆時針轉動90度,則在代號後加上「 ' 」或是「i」,比如上方第一層逆時針轉動90度,則記為「U'」或「Ui」;如果轉動180度,則是在代號號後加「2」,比如上方第一層轉動180度記為「U2」。

常見術語

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  • 階:階數是指扭計骰每個邊所具有的塊數,比如三階扭計骰每個邊就有3個小塊。
  • 復原:指扭計骰從非原始狀態到原始狀態的過程。
  • pop:指在復原中,扭計骰的部分零件從扭計骰脫離的情況。
  • +2 : 指復原最後一步未對齊角度大於45度或在整個還原過程中因參賽者操作違反比賽規定而獲得的加2秒懲罰。
  • DNF:是「Did Not Finish」的縮寫,指停止計時器時方塊尚未復原(扭計骰復原失敗),或玩家違反特定的比賽規則時的記錄代號。在多次嘗試取平均成績的輪數中算作最差成績。
  • DNS:是「Did Not Start」的縮寫 ,指參賽選手在一輪中放棄嘗試機會而並未開始還原的記錄代號,在多次嘗試取平均成績的輪數中算作最差成績。
  • sub-X:「在X秒以下」之意。例如:sub-20 就是指平均復原速度在20秒以下。
  • pair:又稱「F2L pair」、「corner-edge pair」或「CE pair」,是CFOP解法中,對同一空槽中角塊和邊塊的集合稱呼,因需將其配對而得名。
  • ZBLS:「Zborowski-Bruchem Last Slot」的縮寫,又稱ZBF2L,是F2L公式的其中一個公式子集(subset)。
  • COLL:是OLL公式的其中一個公式子集(subset),用於將PLL縮減至EPLL子集的情況。

速解法

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速解法為玩家速解時所使用的復原方式。以下列舉在速解扭計骰玩家中最常見的主流解法。

Fridrich Method (CFOP)

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CFOP為四個步驟「Cross、F2L、OLL、PLL」的縮寫,由傑西卡·弗雷德里奇在1997年提出,以層先法的概念為基底,使用較大量的公式(119個公式)以在較少的步數內還原較多的塊體,從而縮短復原所需時間。CFOP因其直觀的解法取徑以及擁有高自由度與可變化性,在一般玩家與頂尖玩家中都是最多人使用的扭計骰速解法。

其主要分為四個步驟:

  • 十字 (Cross) :將底層的四個邊塊復原,形成一個十字。此步驟不需要記憶公式。
  • 完成前兩層(F2L,First 2 Layers):做完十字後,前兩層會剩下的四個"空槽",各由一個邊塊與一個角塊組成,此步驟利用公式在頂層分次將各空槽的邊塊與角塊配對,並放進空槽中。如不考慮特殊情形(當邊塊或角塊位於其他空槽內時),總共有41種可能的情況。
  • 將最後一層頂面的顏色統一 (OLL,Orientation of Last Layer):復原頂層顏色的朝向。總共有57種可能的情況,透過判別情況後以其對應的公式復原。
  • 將最後一層側面的顏色統一 (PLL,Permutation of Last Layer):復原頂層的排列。總共有21種可能的情況,透過判別情況後以其對應的公式復原。
Cross F2L OLL PLL

橋式解法(Roux Method)

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層先法 ( LBL,Layer by Layer )

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層先法顧名思義,即為一層一層復原,需記憶的公式數量因變種而異,但大多不超過10個。是許多速解玩家入門的解法之一。 層先法分為以下幾個步驟:

  • 還原第一層4個邊塊
  • 還原第一層4個角塊
  • 還原第二層4個邊塊
  • 還原第三層的邊塊方向,使邊塊的頂層顏色朝上
  • 還原第三層的角塊方向,使角塊的頂層顏色朝上
  • 還原第三層的角塊位置
  • 還原第三層的邊塊位置[3][4]

其他解法

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此部分為較少玩家使用的其他解法。

8355法

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由台灣的許技江自創的解法[1]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館[2]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館),設計對象為剛入門的新手玩家。8355法將三階扭計骰分成第一層的八個塊體、第二層的三個邊塊、其餘的五個邊塊與五個角塊。其步驟如下:

  • 8:將第一層完成,但刻意留下一個角不復原,做為「工作區(Working Area)」。
  • 3:利用工作區將第二層的三個邊放入。工作區的存在讓玩家能以不須公式、且步數較少的方式復原。
  • 5:利用工作區將頂層與工作區的五個邊歸位。
  • 5:重複使用基礎的交換公式將剩餘的五個角一一復原。

其中的「五邊」和「五角」兩步驟,也可以用於復原五扭計骰的最後一層。


雙公式基本解

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由台灣玩家洪啟倫所設計,改良自LBL解法。特色為僅需兩個公式,並結合記憶口訣。 [3]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館[4]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館

角先法(Corner First)

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角先方法是先將所有角塊歸位,再復原邊塊的方法。

棱先法(Edge First)

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棱先方法是先將所有棱塊歸位,再復原角塊的方法。

SCAF

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SCAF(Six Cross And Finger shortcut)是台灣玩家賴寬祐的自創解法,其教學影片在Youtube上有超過30萬的觀看次數。[5]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館

電腦解法

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電腦沒有記憶公式的困難,因此可以找出更佳的解法。但是由於扭計骰的可能變化數量巨大,窮舉法實際上難以執行。目前廣泛使用的算法步驟如下:

  • 雙轉歸原:如果限制每次旋轉,除了兩個相對的面(比如左邊和右邊)之外都是180度,那麼能夠轉出來的花樣就少了很多。把扭計骰從任何狀態歸位到這些花樣之一,就是雙轉歸原。

用電腦程式進行搜索,雙轉歸原一般需要12步來完成。而復原的步驟則需要18步。但是如果能進一步優化,使得雙轉歸原的結果避開那些需要較長步驟復原的狀態,一般可以得到更短的復原步驟。

2007年,電腦科學家古柏曼與他的學生用20台超級電腦花了8000個小時證明上界可改進為26。

通過運用電腦,Tomas Rokicki於2008年宣佈證明了任何扭計骰可以在25步以內解開[5]。而隨後,這一結果改進為22步[6]

2010年,包括Tomas Rokicki和Morley Davidson等人的研究團隊證明任意的扭計骰打亂狀態可以在20步內還原。

速解世界紀錄

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各種扭計骰速解比賽的世界扭計骰協會(WCA)紀錄如下:[a][7]

扭計骰類型 類型 時間(分;秒:百分秒) 紀錄保持人與國籍 賽程 細節(分:秒.百分秒)
3×3×3 單次 3.13 美國 Max Park Pride in Long Beach 2023
平均 4.48 中國 Yiheng Wang (王藝衡) Mofunland Cruise Open 203 4.72 / 4.72 / 3.99 / (3.95) / (5.99)
2×2×2 單次 0.43 波蘭Teodor Zajder Warsaw Cube Masters 2023
平均 1.01 美國 Zayn Khanani Pioneer Valley Cubing B 2023 0.91 / 0.97 / (0.71) / 1.16 / (2.91)
4×4×4 單次 16.79 美國 Max Park Bay Area Speedcubin' 29 PM 2022
平均 19.38 美國 Max Park Arizona Speedcubing Spring 2023 (17.60) / 18.49 / 19.37 / (23.80) / 20.28
5×5×5 單次 33.02 美國 Max Park Florida Big & Blind & Time 2022
平均 37.00 美國 Max Park Circle City Turbocharged 2023 36.81 / (43.10) / 37.45 / (35.90) / 36.75
6×6×6 單次 59.74 美國 Max Park CubingUSA Southeast Championship 2022
平均 1:08.56 美國 Max Park WCC Western Championship 2022 1:11.79 / 1:03.71 /1:10.18
7×7×7 單次 1:35.68 美國 Max Park Marshall Cubing September 2022
平均 1:42.12 美國 Max Park Marshall Cubing September 2022 1:35.68 /1:46.74 /1:43.95
3×3×3盲解 單次 12.78 美國 Tommy Cherry 4BLD in a Madison Hall 2023
平均 15.05 加拿大 Elliott Kobelansky Panthers Cube Day 2023 15.29 / 14.15 / 15.70
3×3×3最少步數解 單次 16 步 意大利 Sebastiano Tronto FMC 2019
平均 20.00 步 新加坡Wong Chong Wen (黃崇文) FMC Johor Bahru 2023 20 / 21 / 19
3×3×3單手解 單次 6.20 美國 Max Park Marshall Middle Slice 2022
平均 8.65 美國 Patrick Ponce Stevenage Spring 2022 8.86 / 9.11 / (7.77) / 7.98 / (10.81)
Rubik's Clock 單次 2.77 英國Jacob Chambers Wiltshire Spring 2023
平均 3.56 英國Jacob Chambers Droitwich Spa Autumn 2022 3.39 / (4.21) / 3.46 / 3.83 / (3.16)
Megaminx 單次 24.83 阿根廷 Leandro Martín López Jaqueca Di Tella 2023
平均 27.34 阿根廷 Leandro Martín López Jaqueca Di Tella 2023 27.26 / (31.53) / (24.83) / 25.69 / 29.06
Pyraminx 單次 0.75 美國 Elijah Brown Berkeley Winter A 2023
平均 1.55 美國 Ezra Shere Michigan Speedcubing Spring 2023 1.32 / 1.70 / (1.73) / (1.29) / 1.63
Skewb 單次 0.81 美國 Zayn Khanani NAC 2022
平均 1.56 美國 Zayn Khanani Pretzel Mania 2022 1.30 /(1.20) /1.79 /1.60 /(4.89)
Square 1 單次 3.73 美國 Ryan Pilat CubingUSA Heartland Championship 2023
平均 5.02 美國Max Siauw CubingUSA Northeast Championship 2022 5.23 / (9.73) / 4.97 / (4.84) / 4.86
4×4×4盲解 單次 51.96 美國 Stanley Chapel 4BLD in a Madison Hall 2023
平均 1:08.76 美國 Stanley Chapel Michigan Cubing Club Epsilon 2019 1:02.51 / 1:14.05 / 1:09.72
5×5×5盲解 單次 2:19.07 馬來西亞 Hill Pong Yong Feng May MBLD Madness Singapore 2023
平均 2:27.63 美國 Stanley Chapel Michigan Cubing Club Epsilon 2019 2:32.48 / 2:28.80 / 2:21.62
3×3×3多顆盲解 單次 57:47 (62/65) 美國 Graham Siggins Blind Is Back LA 2022 57:47

註釋

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  1. ^ 平均為五次復原中,去掉最快的與最慢的成績之後,剩餘的三次平均

參考文獻

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  1. ^ History of the Speedcubing Community & WCA. World Cube Association. [2024-06-03]. 
  2. ^ Competitions. World Cube Association. [2024-06-03]. 
  3. ^ RQcube的YouTube 中文教學 (內含公式記憶教學)]. [2021-11-05]. (原始內容存檔於2021-11-10). 
  4. ^ 三阶魔方还原教程(层先法)——碧海风云. [2017-11-23]. (原始內容存檔於2021-10-20). 
  5. ^ Tom Rokicki. Twenty-Five Moves Suffice for Rubik's Cube (PDF). [2008-03-24]. (原始內容存檔 (PDF)於2021-05-20). 
  6. ^ Twenty-Three Moves Suffice | Domain of the Cube Forum. [2021-06-26]. (原始內容存檔於2020-11-09). 
  7. ^ 纪录 | World Cube Association. www.worldcubeassociation.org. [2022-09-16]. (原始內容存檔於2021-11-23). 

外部連結

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