免费的魔方复原小程序：清华思客 魔方社
免费的魔方复原小程序：清华思客 魔方社美国选手Graham Siggins打破盲拧多个魔方的世界纪录现场同样地，更高阶的魔方理论上也可以实现盲拧，但那对选手的记忆力是极大的考验。中国选手林恺俊在2019年就曾以2分39秒12的总成绩打破了五阶魔方盲拧的世界纪录，目前该成绩仍居世界第二。在追求盲拧魔方的“大”以外，还有一些选手痴迷于盲拧多个魔方。世界上最厉害的选手曾在一小时内先记忆60个三阶魔方的状态，再戴上眼罩复原并完成了其中59个。三个角块轮换、三个棱块轮换和同时对换两个角块与两个棱块的例子根据轮换中的顺序，我们可以用多个三轮换公式来复原魔方。例如在前述打乱中，可以先操作“黄橙绿”->“白蓝红”->“红蓝黄”->“黄橙绿”的角块三轮换，此时“白蓝红”和“红蓝黄”角块均归位，原本位于“红蓝黄”位置的“白橙蓝”角块被交换至“黄橙绿”位置。接下来再操作“黄橙绿”->“白橙蓝”->“蓝橙黄”->“
魔方打乱状态示意图
如果我们将原本位于某个位置的角块打乱后的位置读出来，并排成一个表，那么这个表就是一个置换的书面写法。此打乱的角块可以写为：
我们可以发现位于“黄橙绿”位置的角块为“白蓝红”，位于“白蓝红”位置的角块为“红蓝黄”，位于“红蓝黄”位置的角块为“白橙蓝”，位于“白橙蓝”的角块为“蓝橙黄”，位于“蓝橙黄”位置的角块为“绿橙白”，位于“绿橙白”位置的角块为“橙绿黄”，回到了初始的“黄橙绿”，只是色向发生了旋转。这个还原过程就像一个循环，被称为轮换。而轮换直接给出了我们需要执行的操作。相应地，我们也能得出棱块的轮换。
在记忆轮换后，即可按照轮换中的顺序来调整角块与棱块的位置。由于不存在只交换两个棱块或角块的操作，基本的调整位置公式为三个角块轮换、三个棱块轮换，它们都是最简单的非平凡偶置换（等价于偶数次对换）。因此我们还需要同时调整两个角块与两个棱块位置的公式来解决角和棱的奇置换情况，即奇偶校验。这些公式的实例如下。
三个角块轮换、三个棱块轮换和同时对换两个角块与两个棱块的例子
根据轮换中的顺序，我们可以用多个三轮换公式来复原魔方。例如在前述打乱中，可以先操作“黄橙绿”->“白蓝红”->“红蓝黄”->“黄橙绿”的角块三轮换，此时“白蓝红”和“红蓝黄”角块均归位，原本位于“红蓝黄”位置的“白橙蓝”角块被交换至“黄橙绿”位置。接下来再操作“黄橙绿”->“白橙蓝”->“蓝橙黄”->“黄橙绿”的角块三轮换即可归位“白橙蓝”和“蓝橙黄”角块。此时“黄橙绿”位置的角块为“绿橙白”，而“绿橙白”位置的角块为“橙绿黄”。这说明角块的置换是一个奇置换。与此同时，棱块的置换也一定是一个奇置换，因为魔方整体的打乱一定是一个偶置换。这时只需保留最终的角块对换，待棱块复原至剩余一个对换后，进行一个同时对换一对角块与一对棱块的操作即可。大多数对换和轮换的公式都是基于数学和抽象代数中群论领域中交换子的想法生成的，步骤多在8～10步左右。
维基百科“群论”词条的示例图即为魔方
同样地，更高阶的魔方理论上也可以实现盲拧，但那对选手的记忆力是极大的考验。中国选手林恺俊在2019年就曾以2分39秒12的总成绩打破了五阶魔方盲拧的世界纪录，目前该成绩仍居世界第二。在追求盲拧魔方的“大”以外，还有一些选手痴迷于盲拧多个魔方。世界上最厉害的选手曾在一小时内先记忆60个三阶魔方的状态，再戴上眼罩复原并完成了其中59个。
美国选手Graham Siggins打破盲拧多个魔方的世界纪录现场
结语
相信通过本文简单的介绍，读者朋友们能对竞速魔方运动的方法有基础的认识，在观看竞速魔方运动时能够基本了解选手是如何复原魔方的。具体的复原方法和公式可以在互联网上搜索本文中提到的关键字查询到。但魔方的魅力也远不止于此，正六面体以外的各种各样千奇百怪的魔方都有着其独特的破解方法，并且有着美妙的数学规律。
如果你喜欢挑战极限，可以尝试在不借助计算机的辅助下用尽可能少的步数复原一个打乱的三阶魔方。人们已经证明了任何打乱状态的三阶魔方最多只需要20次转动即可复原，这被称为三阶魔方的上帝之数。目前的魔方选手已经逐渐开始学习用更数学的方式思考，逼近这个极限，这也是魔方比赛中一个难度相当大的项目——最少步。
魔方，这个有着纯粹而美丽的数学属性的小小立方体，承载着无数人对速度的渴望和对人脑极限的挑战。随着竞速魔方运动的发展与推广，希望有更多人能够体会魔方的乐趣。
社团简介
魔方社
清华大学学生魔方社成立于2019年，致力于为校内魔方爱好者提供交流平台，整合优秀魔方资源，组织参加竞速魔方赛事，向全校师生展示魔方的魅力。曾获2020-2021学年清华大学学生社团优秀风采奖（新社团）。
