第二章 三階魔方入門教程

第一節 三階魔方的理論知識

今天我們要開始三階魔方的學習。三階魔方其實并沒有大家想象中那么困難。魔方在發明之初，曾經一度被認為是一個非常困難的玩意兒。魔方的發明者——魯比克教授據說花了一個月才復原自己的這個發明。但是隨著幾十年來人們前赴后繼地努力，復原魔方慢慢成為一件越來越容易的事情。大量的公式被總結出來，大量的教程可以在互聯網上被搜索到。視頻、文字版教程層出不窮，人們也慢慢從電視上，從各種新媒體平臺上接觸到魔方類的綜藝節目，慢慢了解到，魔方除了有智力游戲的屬性，也開始發展出體育競技的屬性。

可不要小看了這小小的魔方。只要通過簡單的轉動，它就可以產生4.3千億億種變化（43 quintillion）。

8！×3⁷×（12！/2）×2¹¹=43，252，003，274，489，856，000

但是更有意思的是，人們已經證明，這4.3千億億種變化，理論上都可以在20步（HTM）之內解決。這就是我們所謂的“三階魔方的上帝之數”。普通的CFOP解法在50步到60步可以還原一個魔方，基礎的層先也只需要一百多步。上帝之數的證明經歷了一個極其漫長的過程，無數的數學家為之付出了前赴后繼的努力。最終，還是通過枚舉所有魔方可能出現的情況，并一一尋找其20步之內的解法來暴力證明的。至于更高階的四階、五階魔方，上帝之數對于人類還是一個未解之謎。它們的情況太多了，根本無從枚舉。

經過推測和計算我們發現，如果隨意組裝一個魔方，會有1/12的概率是無法復原的。如果我們把這些情況也納入我們的考慮范圍之內，我們可以得到的狀態數量，又多了一級。

8！×3⁸×12！×2¹²=519，024，039，293，878，272，000

魔方有非常多的復原方法，但是我們現在和之后要介紹的是當今世界最主流的復原方法——層先法，或者更精確地說為層先體系。復原魔方需要公式和理解的結合，當你復原魔方的一瞬，相信你一定可以收獲別樣的快樂。學會復原三階魔方后，也可以向二階魔方或者更高階的魔方發起挑戰。為了避免因為不了解魔方而產生誤會，我們先來介紹一下WCA。

WCA是世界魔方協會，即World Cube Association。世界魔方協會負責組織全球范圍內的魔方賽事，每年有數以千計的賽事在各地舉行。WCA代表會在每場比賽公示前和主辦方取得聯系，負責監督和認證這樣一場比賽。WCA的參賽是沒有門檻的，如果有也只是一些錦標級賽事的資格線，以及你必須達到最基礎的及格線。參加完一場賽事之后，你就可以獲得一個專屬于你的身份標識——WCA ID。比如我的ID就是2014ZHUS01。2014代表的是我參加第一場比賽的時間，ZHUS則和我的名字有關，01～99是為了在四位字母相同的情況下區別選手。

魔方發明于1974年，40多年來魔方曾兩次流行。第一次是在1982年的時候舉辦了第一場世錦賽，得獎者是Minh Thai，單次成績22.95秒。隨后很長一段時間沒有一個官方的賽事和組織。直到2003年，WCA才開始接手全球范圍的賽事，使得全世界的選手有了一個統一的競賽規則，并且有了真正意義上的世界排名，對魔方速擰的推動作用是很大的。

目光轉向中國，中國選手于2004年第一次參加WCA魔方賽事。2007年，廣州舉辦了第一場WCA賽事。2017年，為了紀念第一場賽事舉辦十周年，廣州舉辦了規模盛大的十周年賽。目前中國的魔方賽事主要公布在粗餅賽事網，和WCA官網一樣，我們會在最后的網站匯總列出它們的鏈接。目前中國在粗餅賽事網公示的代表共有9位，主要集中在中國的東部地區。如果想要查看世界其他地方的代表和賽事，也可以登錄WCA官網查看。