СОБРАТЬ КУБИК? ЭТО НЕСЛОЖНО!
Головоломка «Кубик Рубика» («Волшебный кубик», «Венгерский кубик» и даже просто «Рубик») в своё время привлекала внимание, как говорится, «всех групп населения» и получила широчайшее распространение. О достоинствах этой замечательной головоломки, в которую тогда с удовольствием стали играть и школьники, и академики, находя в ней достоинства, сообразные уровню учености, образования и склонности к исследованиям, писать не буду.
Я не буду касаться ни математической теории групп, ни квантовой физики, для определенных разделов которых кубик Рубика служит оригинальным наглядным пособием, тем более что сам являюсь в этом полным профаном. Лишь попытаюсь рассказать о том, как привести в порядок перепутанный кубик (решить кубик), в том числе и тем читателям и читательницам, которые весьма далеки от математики и от физики вообще, как, собственно, и я. Возможно, будет и некоторая польза в самообразовании, в расширении кругозора: ведь здесь придется познакомиться и с математическими символами и с чертежами, хотя и очень простыми. Надеюсь, что желание собрать кубик пересилит их (Вашу) нелюбовь к точным наукам.
Поэтому заранее прошу прощения у более подготовленных читателей за «излишние» подробности в описании, попробую «рассказать так, чтобы было понятно всем:
В процессе сборки Вам придется несколько раз принимать за фасадную ту или иную грань, удобную для данного случая. Центральные кубики определяют цвет грани, то есть можно сказать, что даже в полностью перепутанном кубике центральные кубики уже подобраны и к каждому из них остается присоединить по 8 кубиков того же цвета. Центральные кубики обозначаются одной буквой: ф, т, п, л , в, н.
Реберные кубики (их 12 штук) принадлежат двум граням и обозначаются двумя буквами, например фп, пв, фн и т. д.
Угловые кубики - тремя буквами по наименованию граней, например, фпв, флн и т. д.
Прописными буквами Ф, Т, П, Л, В, Н обозначаются элементарные операции поворота соответствующей грани (слоя, ломтика) куба на 90° по часовой стрелке. Обозначения Ф', Т', П', Л', В', Н' соответствуют повороту граней на 90° против часовой стрелки. Обозначения Ф2, П2 и т. д. говорят о двойном повороте соответствующей грани (Ф2 = ФФ).
Буквой С обозначают поворот среднего слоя. Подстрочный индекс показывает, со стороны какой грани следует проделать этот поворот. Например СП—со стороны правой грани, СН—со стороны нижней, С'Л— со стороны левой, против часовой стрелки и т. д. Буква О— поворот (оборот) всего куба. ОФ—со стороны фасадной грани по часовой стрелке и т. д.
Запись процесса (Ф' П') Н2 (ПФ) означает: повернуть фасадную грань против часовой стрелки на 90°, то же - правую грань, повернуть нижнюю грань дважды (то есть на 180°), повернуть правую грань на 90° по часовой стрелке, повернуть фасадную грань на 90° по часовой стрелке.
Наряду с буквенной записью процессов применяется и матричная форма записи, где элементарные операции изображаются рисунком фасадной грани с соответствующими стрелками, обозначающими направления поворотов соответствующей грани (см. рис. 1).
Теперь перейдем собственно к сборке куба. Есть несколько разных систем, но я приведу здесь схему послойной сборки, когда собирают сначала один слой, затем второй и, наконец, третий. Всего получается семь этапов.
Крест верхней грани. Нужный кубик опускается вниз поворотом соответствующей боковой грани (П, Т, Л) и выводитсяна фасадную грань операцией Н, Н' или Н2. Заканчивается операция выведения зеркальным поворотом (обратным) той же боковой грани, восстанавливающим первоначальное положение затронутого реберного кубика верхнего слоя. После этого проводится операция а) или б) первого этапа. В случае а) кубик вышел на фасадную грань так, что цвет его передней грани совпадает с цветом фасада. В случае б) кубик надо не только переместить наверх, но и развернуть его, чтобы он был правильно сориентирован, став на свое место. На рисунках точками отмечено место, на которое должен встать нужный кубик, выведенный предварительно на фасад нижней грани. Результат: собран крест верхней грани.
Второй этап.
Отыскивается нужный угловой кубик (имеющий цвета граней Ф, В, Л) и тем же приемом, который описан для первого этапа, выводится в левый угол избранной вами фасадной грани. Здесь могут быть три случая ориентации этого кубика. Сравните свой случай с рисунком и примените одну из операций второго этапа а, б или в. Точками отмечено место, на которое должен стать нужный Вам кубик. Отыщите на кубе остальные три угловых кубика и повторите описанный прием для перемещения их на свои места верхней грани. Результат: верхний слой подобран. Первые два этапа почти ни у кого не вызывают затруднений: довольно легко можно следить за своими действиями, так как все внимание обращено на один слой, а что делается в двух оставшихся — совсем неважно.
Третий этап. Пояс.
Здесь, как Вы видите, нужный кубик отыскивается и сначала выводится вниз на фасадную грань. Если он внизу—простым поворотом нижней грани до совпадения с цветом фасада, а если он в среднем поясе, то его нужно сначала опустить вниз любой из операций а) или б), а потом совместить по цвету с цветом фасадной грани и проделать операцию
третьего этапа а) или б). Результат: собрано два слоя.
Четвертый этап. Крест нижней грани.
К цели приводят операции, перемещающие бортовые кубики одной грани, не нарушающие в конечном счете порядка в собранных слоях. Один из процессов, позволяющий подобрать все бортовые кубики грани, дан на рисунке. Там же показано и что происходит при этом с другими кубиками грани. Повторяя процесс, выбрав другую фасадную грань, можно поставить на место все четыре кубика. Результат: реберные кубики стоят на своих местах, но два из них или даже все четыре могут быть неверно ориентированы.
Пятый этап. Ориентирование двух бортовых кубиков.
Очень простой, легко запоминающийся процесс, но именно здесь у некоторых людей возникают трудности. Здесь следует учесть: разворачиваемый кубик должен быть на правой грани, на рисунке он помечен стрелками. На рисунках а, б, и в представлены возможные случаи расположения неверно ориентированных кубиков (помечены точками). Используя формулу в случае а), потребуется выполнить промежуточный поворот В', чтобы вывести второй кубик на правую грань, и завершающий поворот В, который вернёт верхнюю грань в исходное положение, в случае б) промежуточный поворот В2 и завершающий тоже В2, а в случае в) промежуточный поворот В нужно выполнять три раза, после переворота каждого кубика и завершить так же поворотом В.
Многих смущает то, что после первой части процесса (ПСН)4 нужный кубик разворачивался как надо, но порядок в собранных слоях нарушался. Это сбивает с толку и многих заставляет бросить на полпути почти собранный куб. Выполнив промежуточный поворот, не обращая внимания на поломку нижних слоев, проделайте операции (ПСН)4 со вторым кубиком (вторая часть процесса), и все станет на свои места. Результат: собран крест.
Шестой этап.
Углы последней грани можно поставить на свои места используя 8-ходовый процесс, удобный для запоминания,— прямой, переставляющий три угловых кубика в направлении по часовой стрелке, и обратный, переставляющий три кубика в направлении против часовой стрелки. Если дважды проделать перестановку кубиков по часовой стрелке (прямой процесс), то получится тот же результат, как при перестановке кубиков против часовой стрелки один раз (обратный процесс). Так что, если Вы забудете один из этих процессов – не беда, можно пользоваться любым из них, применяя один или два раза.
После пятого этапа, как правило, хотя бы один кубик да сядет на свое место, пусть и неправильно ориентированно. (Если после пятого этапа ни один из угловых кубиков не сел на своё место, то примените любой из двух процессов для любых трёх кубиков, после этого точно один кубик будет на своём месте). Поверните куб так, чтобы этот кубик оказался в левом дальнем углу, и примените один из процессов (прямой или обратный), в зависимости от ситуации. Результат: все угловые кубики заняли свои места, но два из них (а может, и четыре) ориентированы неправильно.
Седьмой этап. Ориентация угловых кубиков последней грани.
Процесс тоже очень легко запомнить — это многократно повторяемая последовательность поворотов ПФ'П'Ф.
Поверните куб так, чтобы кубик, который вы хотите развернуть, был в правом верхнем углу фасада. 8-ходовый процесс (2X4хода) повернет его на 1/3 оборота по часовой стрелке. Если при этом кубик еще не сориентировался, повторите 8-ходовку еще раз (в формуле это отражено индексом «N»).
Не обращайте внимания на то, что нижние слои при этом придут в беспорядок: ситуация аналогична проделанной на пятом этапе с промежуточной операцией поворота верхней грани. Выполнение всего процесса автоматически приводит в порядок нарушенную гармонию.
На рисунке показаны четыре случая расположения неправильно ориентированных кубиков (они помечены точками). В случае а) требуется промежуточный поворот В и завершающий В', в случае б) промежуточный и завершающий поворот В2, в случае в) — поворот В выполняется после разворота каждого кубика до правильной ориентации а завершающий В2, в случае г) промежуточный поворот В также выполняется после разворота каждого кубика до правильной ориентации, и завершающим в этом случае тоже будет поворот В. Результат: последняя грань собрана.
Все — куб собран, хлопайте в ладошки!
