清华教授的小课堂:魔方真好玩
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魔方复原是人类智力与体力的完美结合,充满挑战。正因为如此,它也充满了乐趣,能使人获得巨大收益。如果能成功复原魔方,则可能获得智力提升、体力提升和成就感提升的三重收获。

我本人之所以研究魔方是因为清华大学附属小学开设了魔方课程并且举办了魔方大赛。(我研究的是三阶魔方,本书的复原方法也是针对三阶魔方。魔方有很多种类,具体情况书中会有相关介绍。)当时,我从网络上下载了一本所谓的“魔方秘籍”。按照该秘籍的方法,我一下就复原了魔方。我非常高兴。于是,我按照该秘籍向清华大学附属小学的小朋友讲解如何复原魔方。但是,让我非常尴尬的是这次我无论如何都无法复原魔方。于是,我收集了几乎所有能拿到的魔方书、相关网页和论文进行分析研究,终于明白了原来那本“魔方秘籍”并没有覆盖魔方可能出现的所有情况。在运气好的时候,魔方的当前状态刚好落入“魔方秘籍”介绍的情况之中,如果小心操作,则可以复原魔方;在运气不好的时候,魔方的当前状态不在“魔方秘籍”介绍的范围之内,则很难复原魔方。魔方解法不全面是目前魔方秘籍或魔方攻略面临的严重问题。

魔方七步解法是当前复原魔方的基本框架。我在研究现有的魔方复原解法时发现,现有解法的许多步骤不是最优的,越到后面,每步所需要的操作次数越多,冗余的操作次数也越多,而且基本上都需要各种复杂的组合。于是,我开始尝试寻找每步的最优解法。我在攻读大学学士学位时同时学习了数学与计算机两个专业。这两个专业的知识为我推导最优解法提供了必要的高等数学群论和计算机程序设计基础知识。通过大量的数学推导,以及大量的计算机程序的编写,我幸运地得到了本书的解法,不仅解决了魔方解法覆盖不全面的问题,而且其中每个步骤的操作次数大为减少。另外,从第四步开始一直到最后,本书的解法都只要操作一遍就可以了,不再需要那些复杂的组合。在相同操作次数下,如果存在多种解法,本书只给出其中一种相对来说转动最顺手的操作方式。本书的解法不仅可以减少操作次数和难度,而且可以降低操作出错概率。

复原魔方的过程也充满了乐趣与哲理。在研究魔方的过程中,我发现魔方七步解法与周文王及周武王创立西周的历史脉络不谋而合。考虑到现有的魔方书大多只列公式,讲解法,很考验读者的耐心和兴趣,阅读门槛也相对较高,在普及魔方解法时,我引入了与魔方解法十分契合的西周历史故事,立体拓展书中涉及的知识结构,期望让读者轻松领会魔方及其解法中的乐趣和深意。

我一直希望通过运用自己所学的知识让尽可能多的人受益。这本书就是这样一个心愿的结晶之一。这本书蕴含着美妙的祝福。愿此书能让你尽情享受魔方与人生的乐趣!

雍俊海 于清华园