魔方这就是一个迷.doc

魔方这就是一个迷
唐丹妮 “别碰它,它不会放开你”
在20世纪80年代初,流行着一则关于魔方的传言。著名数学家约翰?康威的一个研究生在玩魔方时,不小心把胡子卷了进去,结果慢慢地整个人都被拽进了魔方。如果能把魔方还原到他被魔方这就是一个迷
唐丹妮 “别碰它,它不会放开你”
在20世纪80年代初,流行着一则关于魔方的传言。著名数学家约翰?康威的一个研究生在玩魔方时,不小心把胡子卷了进去,结果慢慢地整个人都被拽进了魔方。如果能把魔方还原到他被困住之前的状态,他就可以回来。于是康威让剑桥的所有电脑都开始运算,希望能找到匹配的状态,以求在屏幕上看到失踪的研究生。最终,仍无法算出,那个可怜的人被永远地困在了魔方里。
这个故事毋庸置疑是虚构的,却呈现出魔方的两个鲜明特点:变化多端、魔力非凡。当时德国的一则魔方广告语为:“别碰它,它不会放开你。”这个警告式的宣传语极具预言意味:任何人接触到魔方,都会在极短的时间内迷恋上它。的确,自魔方发明以来,至少有3亿5千万个正版魔方被售出,同时还有无数仿制品在各个角落流传。如果把这些魔方一个挨一个地叠在一块,可以从南极排到北极。
数学家的玩具
魔方起源于1974年的春天。在匈牙利的首都布达佩斯的应用工艺美术学院,讲师厄尔诺?鲁比克正在给室内设计系上三维设计课。这堂课,学生需要了解大立方体可分成8个小立方体,以及它们之间的关系。让学生用硬纸做出模型是种常规的教学手段:把大立方体的6个面刷上不同的颜色,以便观察8个小立方体和大立方体的关系。学生们鼓捣着各自手中的立方体,随机转动,让大立方体产生变化,这引发了鲁比克的突发奇想:这该是个多么有趣的玩具。
用了6周时间,鲁比克就设计出了玩具的基本结构。大立方体由26个小立方体构成,其中所有的小立方体不再是零散的独立存在,鲁比克用弹簧和螺丝把它们巧妙地连接起来,同时还保证它们是可以转动的――每个同排的立方体都可以一起转动,最终可以保证每个立方体都能以某种方式转动。
鲁比克发明的这个魔方是现在最为常见的三阶魔方(3×3×3)。第一个魔方的原型是木头做的削角魔方。而后完成的魔方,就非常接近后来常见的魔方了,由26个小立方体构成,材料是硬塑料,并且六个面有着不同的颜色。
接下来,如何让所有小立方体回到初始的位置,即让大立方体每个面的颜色复原,成了鲁比克的唯一任务。1个月后,鲁比克全凭大脑的运转,找到了还原的方法。鲁比克把这个新玩具叫做“魔法方块”(Magic Cube)。三年后,在1977年12月31日,魔法方块拿到了匈牙利专利。
在当时,这个难度太大的玩具并不被看好。最初它的风行,始于数学界。1978年,在赫尔辛基的国际数学家大会上,世界顶级群论专家约翰?康威(前文提到的传言中研究生的导师)和几个有门路的知名数学家都带了一些魔方参会。康威当时就可以在四分钟内还原魔法方块。数学家们的好奇心与热情被激发出来,几十个魔法方块很快被抢空,没有拿到的人们都在打听可以去哪里搞到。就连数学杂志,都在登载文章介绍过与魔方的相关数学概念。
数学家大卫?辛格马斯特创造出一套用字母来描述魔方的面、块及转动方式的符号,成为国际通用的符号,为玩家交流解法提供了标准、便捷的描述基础,以避免因为配色不同而导致的沟通不畅。1