Просмотр кода страницы Кубик Рубика

[[Файл:Rubiks cube solved.jpg|мини|260пкс|Классический Кубик-рубик с цветными наклейками на чёрном пластике]]
'''Ку́бик Ру́бика''' ([[разговорный стиль|разг.]] ''Ку́бик-ру́бик'') — популярная головоломка, изобретённая в 1974 году венгерским скульптором и преподавателем архитектуры [[Рубик, Эрнё|Эрнё Рубиком]]. Первая в истории [[перестановочная головоломка]] на шарнирах, идея которой послужила началом к созданию множества других подобных головоломок, в частности серии Кубиков [[Карманный кубик|2×2]], [[Мастер-куб|4×4]], [[Профессорский кубик|5×5]], [[V-кубик 6|6×6]], [[V-кубик 7|7×7]], [[V-кубик 8|8×8]] и т. д.

Историческое название — Магический или Волшебный<ref name="dubro" /> кубик ({{lang-hu|Bűvös kocka}}, {{lang-en|Magic cube}}, {{lang-de|Zauber Würfel}}, {{lang-fr|Le dé Magique}}), также Венгерский волшебный кубик<ref name="upak" />. В некоторых языках до сих пор более популярны названия Волшебный ({{lang-zh|魔方}}, mó fāng) или Венгерский кубик ({{lang-he|קובייה הונגרית}}), вместо общераспространённого ''Кубик Рубика''.

== История ==
[[Файл:Magic cube original pack.jpg|мини|Оригинальная картонная упаковка Кубика Рубика 1982 года. Информация приведена на английском языке]]
История кубика Рубика началась в марте 1970 года, когда [[Ларри Николс]] изобрёл [[Куб-головоломка Николса|куб-головоломку 2×2×2]] с вращающимися частями, собранными на [[магнит]]ах. Изобретатель сразу подал заявку на оформление канадского патента и уже 11 апреля 1972 года Николс получил американский патент под номером 3655201 (позднее, в 1986 году апелляционный суд подтвердил, что карманный кубик Рубика 2×2×2, по причине сходства изобретений, нарушает авторские права Николса).
9 апреля 1970 года Франк Фокс подаёт заявку на [[Сфера|сферическую]] головоломку 3×3×3, и 16 января 1974 года получает патент (1344259)<ref>[http://rubik-cube.ru/?page=history#sthash.Z70ccJLG.dpuf Жизнь кубика Рубика] {{Wayback|url=http://rubik-cube.ru/?page=history#sthash.Z70ccJLG.dpuf |date=20150218122447 }} // rubik-cube.ru</ref>.

В середине 1970-х Эрнё Рубик работал в отделе [[Дизайн интерьера|Дизайна интерьера]] в академии Прикладного искусства в [[Будапешт]]е. Ему никак не удавалось втолковать студентам [[Теория групп|математическую теорию групп]]. Занимаясь группами, Рубик однажды сделал 27 деревянных кубиков, раскрасил каждый в шесть цветов. Неожиданно оказалось довольно трудно сложить из них один куб, чтобы каждая грань была окрашена в свой цвет. Сам Рубик бился над задачей целый месяц (хотя сообщается, что первый кубик Рубика был построен как обучающий инструмент, чтобы помочь его студентам понять трёхмерные объекты, фактически первоначальная цель Рубика заключалась в решении проблемы структурного перемещения независимых частей). Но самым сложным оказалось придумать механизм, который состоял из 26 кубиков (в центральном не было необходимости) и структурного крепления<ref>[http://speedcubing.ru/history История головоломки] {{Wayback|url=http://speedcubing.ru/history |date=20141224040233 }} // speedcubing.ru</ref>.

30 января 1975 года Э. Рубик подал заявку и 28 марта 1977 года получил венгерский [[патент]] (HU170062) на своё изобретение, «Магический кубик» (Bűvös kocka)<ref>{{Cite web|url=https://patents.google.com/patent/HU170062B/fr|title=HU170062B|date=|publisher=|access-date=2023-01-27|lang=en|archive-date=2023-01-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20230127071339/https://patents.google.com/patent/HU170062B/fr|deadlink=no}}</ref>.

Первые партии кубиков Рубика были выпущены в конце 1977 года для Будапештского магазина игрушек.
Игрушкой совершенно случайно заинтересовался{{когда}} немецкий компьютерный предприниматель венгерского происхождения Тибор Лаци (зайдя в кафе во время деловой поездки в Венгрию выпить кофе, он увидел занимательную вещицу в руках у официанта). Увлекающийся математикой Лаци пришёл в восхищение от игрушки и буквально на следующий день прибыл уже в государственную торговую фирму Konsumex и предложил продавать кубик на Западе. Тогда же он познакомился и с Рубиком.<!-- В феврале 1979 года Лаци привозит кубик на Нюрнбергскую ярмарку игрушек (Nuremberg Toy Fair). Правда, не в качестве официального экспоната. Памятуя о собственном опыте знакомства с предметом, Лаци попросту бродил по выставке с кубиком и завлекательно им покручивал, да похрустывал. Как ни странно, манипуляции Лаци не имели особого успеха и не оправдали его надежд найти немецкого дистрибьютора, но в итоге Тибор набрёл на англичанина Тома Кремера. -->
Заинтересованный Тибор Лаци вышел на владельца Seven Towns Ltd., англичанина Тома Кремера, также венгра по линии матери. Кремер взялся добиться привлечения интереса к разноцветному чуду.

В сентябре 1979 года на переговорах в Будапеште был заключён договор с крупной американской компанией Ideal Toy Corporation (позже куплена корпорацией CBS) на поставку в [[США]] одного миллиона кубиков. В процессе переговоров всплыла ещё одна проблема<!-- Вот лишь неполный перечень претензий, предъявлявшихся к потенциальному хиту игровой индустрии: Кубик мол слишком сложен и дорог в производстве. Не телегеничен: его привлекательность теряется в рекламных роликах. Кубик слишком абстрактен и умозрителен. Скорее, он представляет интерес для замкнутого академического научного сообщества, чем для широких масс молодёжи и прочих рядовых покупателей головоломок.--> — Кубик был запатентован лишь в Венгрии. Американцы же могли торговать товарами, авторские права на которые официально зарегистрированы на территории США. Чтобы хоть как-то уладить это препятствие, в самом начале 1980-го «Магический куб» (Magic Cube) решено было переименовать в кубик Рубика (Rubik’s Cube).{{прояснить}}

Стараниями Лаци и Кремера в январе — феврале 1980 года состоялся международный дебют кубика. В феврале 1980 года головоломка дебютировала на ярмарках игрушек Лондона, Парижа, Нюрнберга (Nuremberg Toy Fair) и Нью-Йорка.
Американская премьера состоялась 5 мая в [[Голливуд]]е, а представляла кубик венгерская кинозвезда [[Габор, Жа Жа|Жа Жа Габор]]. Следующие два года стали временем всемирного помешательства, в связи с дефицитом кубов стали производиться [[Контрафакт|подделки]] в самых разных странах. Только до конца 1982 г. было продано свыше 100 миллионов официальных кубиков и в полтора раза больше подделок. Никаких проблем со сбытом головоломки не было, были проблемы с производством. Венгрия физически не могла делать больше нескольких миллионов штук в год. Фабрики по изготовлению кубиков открываются в Гонконге, Тайване, Коста-Рике и Бразилии.

В 1980 году Кубик Рубика получил венгерский национальный приз за лучшее изобретение и выиграл конкурсы на лучшую игрушку в США, Великобритании, Германии, Франции. Популярность головоломки росла. Сложность сборки кубика вызвала к жизни поток специальных изданий по проблеме: было выпущено более 60 книг. От непрерывной многочасовой игры у людей попросту сводило запястья. Во многих ресторанах кубик входил в число обязательных предметов сервировки стола наряду с солонкой и перечницей. Появилось «Искусство кубика Рубика» (Rubik’s Cube Art) — художники собирали не только сами кубики, но уже из кубиков собирали свои произведения. В 1981 году в Англии проходит церемония представления кубика принцу Чарльзу и леди Диане (тогда же выходит ограниченным тиражом версия, посвящённая [[Свадьба принца Чарльза и Дианы Спенсер|их свадьбе]], состоявшейся 29 июля 1981, «Royal Puzzle»), головоломка попадает в экспозицию [[Нью-Йоркский музей современного искусства|Нью-йоркского музея современного искусства]], а годом позже кубик Рубика попадает в [[Оксфордский словарь]].

[[Файл:Rubik's cube, variations 2×2×2 - 7×7×7.jpg|thumb|Варианты головоломок, основанных на принципе кубика Рубика]]
Сегодня права на кубик Рубика и другие головоломки Эрнё Рубика принадлежат английской компании Seven Towns Ltd., которой уже 40 лет владеет близкий друг Эрнё Рубика — Том Кремер<ref>[http://create2009.europa.eu/ambassadors/profiles/erno_rubik.html Ernő Rubik] {{Wayback|url=http://create2009.europa.eu/ambassadors/profiles/erno_rubik.html |date=20091014201959 }}, create2009.europa.eu {{проверено|28|12|2009}}</ref><ref>[http://www.rubiks.com/~/media/Files/media_vault/Media%20folder_press_releases/September%202007%20%20%20Birth%20of%20the%20legend%20_Tom%20Kremer%20Q%20A_.ashx «Birth of the legend»] {{Wayback|url=http://www.rubiks.com/~/media/Files/media_vault/Media%20folder_press_releases/September%202007%20%20%20Birth%20of%20the%20legend%20_Tom%20Kremer%20Q%20A_.ashx |date=20100805042053 }} {{недоступная ссылка|число=13|месяц=05|год=2013|url=http://www.rubiks.com/~/media/Files/media_vault/Media%20folder_press_releases/September%202007%20%20%20Birth%20of%20the%20legend%20_Tom%20Kremer%20Q%20A_.ashx}}, интервью с Томом Кремером, rubiks.com</ref>. Под контролем англичан кубик Рубика производится и продаётся во всем мире. Первые оригинальные кубики Рубика были сделаны из цельного пластика. Позже стали производить детали, используя полость внутри. Подавляющее большинство головоломок производится в [[Китай|Китае]] (район [[Чэнхай]] города [[Шаньтоу]] известен как «мировая фабрика игрушек»<ref>{{cite news|title=Центр игрушек Китая — Шаньтоу|url=http://russian.people.com.cn/n3/2021/0518/c31518-9850976.html|publisher=[[Жэньминь жибао]] онлайн|accessdate=2023-04-30|date=2021-05-18|archivedate=2021-05-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210518090634/http://russian.people.com.cn/n3/2021/0518/c31518-9850976.html}}</ref>). Также головоломки делают в Германии (Мефферт), Японии (Кацухико Окамото), Греции (Вердес Панайиотис, V-cube), Украине (Разумный кубик/Smartcube, Одесский куб) и некоторые в России. До 1997 года существовал производитель в США Ideal toys, сделавший головоломку [[звезда Александера]].

В СССР кубик появился в 1981 году<ref name="ogonek" />. Распространённым просторечным названием кубика Рубика было «кубик-рубик», — так например назывались две популярные на советском телевидении песни, одну из которых исполняла певица Наталья Рожкова<ref name="rozkova" />, а другую — группа «[[Лейся, песня]]».

== Конструкция ==
[[Файл:Rubikscube-offen.jpg|240пкс|справа]]
Основу конструкции составляет трёх-осевая крестовина, удерживающая все элементы кубика:
* 6 центральных элементов, непосредственно соединённых с крестовиной и вращающихся только вокруг своей оси.
* 12 боковых (рёберных) элементов с двумя разноцветными гранями.
* 8 угловых элементов с тремя разноцветными гранями.
Цвета граней кубика имеют стандартный порядок — белый напротив жёлтого, зелёный напротив синего и красный напротив оранжевого.
<gallery>
Файл:Rubiks - Centers.svg|Центры
Файл:Rubiks - Sides.svg|Рёбра, боковины, борта
Файл:Rubiks - Angles.svg|Углы
</gallery>

== Способы решения ==
[[Файл:Rubiks - Step 1.svg|мини|160пкс|Первый этап сборки]]
Существует множество способов сборки Кубика, наиболее известными из которых являются два:
* ''[[b:Сборка Кубика Рубика|Метод послойной сборки]]'' — наиболее простой в освоении. Состоит из семи этапов:
** 1-й слой: Установка боковин (1), Установка углов (2).
** 2-й слой: Установка боковин (3).
** Сборка 3-го слоя возможна различными способами, например в такой последовательности: Расстановка рёбер без учёта ориентации (4) и их разворот (5), Расстановка углов без учёта ориентации (6) и их разворот (7).
* ''[[Метод Джессики Фридрих]]'' или CFOP — основан на методе послойной сборки, отличаясь от него большим количеством применяемых алгоритмов для более [[Спидкубинг|быстрой сборки]]. Состоит из четырёх этапов:
** Cross — сборка креста (установка боковин 1-го слоя).
** F2L (first two layers) — сборка первых двух слоёв одновременно путём расстановки по местам подобранной пары элементов из уголка 1-го слоя и ребра 2-го слоя.
** OLL (orientate last layer) — разворот элементов 3-го слоя одним цветом на грань Кубика, без учёта их правильного положения.
** PLL (permutate last layer) — перемещение элементов по местам.

== Математика кубика ==
{{main|Математика кубика Рубика|Группа кубика Рубика}}
Число всех достижимых различных состояний кубика Рубика 3x3x3 равно:
: <math> {8! \times 3^7 \times \frac{12!}{2} \times 2^{11}} =</math> '''43 252 003 274 489 856 000''' (более чем сорок три квинтиллиона состояний).

Если учитывать ориентацию центральных квадратов, то количество возможных состояний возрастает в 4<sup>6</sup>/2 = 2048 раз. Однако при сборке кубика ориентацию центральных квадратов практически никогда не учитывают, поскольку на обычных кубиках Рубика нет пометок, которые позволяли бы её отслеживать.

История поиска [[Алгоритм бога|алгоритма Бога]] для кубика Рубика началась не позже 1980 года, когда открылся [[Рассылка электронной почты|список рассылки]] для любителей кубика Рубика<ref name="slocum2009">
{{книга
 | автор         = Jerry Slocum, David Singmaster, Wei-Hwa Huang, Dieter Gebhardt, Geert Hellings
 | заглавие      = The Cube: The Ultimate Guide to the World's Bestselling Puzzle — Secrets, Stories, Solutions
 | ссылка        = http://amzn.com/157912805X
 | год           = 2009
 | страниц       = 142
 | страницы      = 26
}}</ref>. С тех пор математики, программисты и просто любители стремились найти алгоритм, который бы позволил решать кубик Рубика за минимальное число ходов.

В июле 2010 года программист из [[Пало-Альто]] Томас Рокики, учитель математики из [[Дармштадт]]а Герберт Коцемба, математик из Кентского университета Морли Дэвидсон и инженер компании [[Google (компания)|Google Inc.]] Джон Детридж доказали, что каждая конфигурация кубика Рубика может быть решена не более чем в 20 ходов. За ход считается поворот внешнего слоя, в том числе на 180°. Таким образом, [[Алгоритм Бога|число Бога]] в метрике {{abbr|FTM|Face Turn Metric|0}} оказалось равно 20 ходам<ref name="cube20">{{cite web
 |url         = http://www.cube20.org
 |title       = God's Number is 20
 |author      = Rokicki, T.; Kociemba, H.; Davidson, M.; and Dethridge, J.
 |accessdate  = 2013-07-19
 |lang        = en
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/6IPSdZhKh?url=http://www.cube20.org/
 |archivedate = 2013-07-26
 |deadlink    = no
}}</ref>. А в метрике {{abbr|QTM|Quarter Turn Metric|0}} (ход — поворот внешнего слоя на 90°) — 26 ходов<ref>{{Cite web |url=https://cube20.org/qtm/ |title=God's Number is 26 in the Quarter Turn Metric<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2023-07-17 |archive-date=2023-07-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230714171315/http://www.cube20.org/qtm/ |deadlink=no }}</ref>.

== Узоры на кубике ==
На кубике можно собирать различные узоры, получаемые из полностью собранного состояния<ref name="kvant" /><ref name="nkj1" /><ref name="nkj2" /><ref name="nkj3" /> или из другого узора. Множество узоров можно собрать случайно, просто повторяя какую-либо упорядоченную последовательность вращений, например {{nobr|(R2 L2' x' z)<sup>3</sup>}} — Шахматный кубик, {{nobr|(R L' x' z)<sup>4</sup>}} — Точки, {{nobr|(R L z')<sup>6</sup>}} — Зигзаг.
<gallery mode=packed heights="140px">
Файл:RubiksCube.jpg|Крест и Шахматный кубик
Файл:Rubik's Cube Pattern - Flower Pattern (6).jpg|Точки
Файл:Rubik's Cube Pattern - Zigzag.jpg|Зигзаг
Файл:PirosfeherzoldRubik.JPG|Три куба
</gallery>

== Нотация ==
{{Якорь|Нотация Кубика Рубика}}
[[Файл:Rubiks - Front.svg|мини|160пкс|Поворот F]]
Для обозначения поворотов используются буквы английского или русского алфавита.
{| class="wikitable"
|-
! Значение !! Международная нотация !! Русская нотация<ref name="kvk" />
|-
| Правая грань || R (right) — по часовой стрелке со стороны грани<br>R' (штрих) — против часовой<br>R2 — на 180°<br>Rw — вместе с центральным слоем || П<br>П'<br>П<sup>2</sup><br>—
|-
| Левая || L (left) — по часовой стрелке со стороны грани<br>(противоположно R) || Л
|-
| Передняя (к человеку) || F (front) || Ф
|-
| Задняя || B (back) — по часовой стрелке со стороны грани<br>(противоположно F) || Т
|-
| Верхняя || U (up) || В
|-
| Нижняя || D (down) — по часовой стрелке со стороны грани<br>(противоположно U) || Н
|-
| Центральный слой между L и R || М (middle) — как L<br>М' — как R || С<sub>Л</sub><br>С<sub>П</sub>
|-
| Центральный слой между U и D || E (equator) — как D || С<sub>Н</sub>
|-
| Центральный слой между F и B || S (standing) — как F || С<sub>Ф</sub>
|-
| Перехват по горизонтальной оси || x (поворот кубика целиком как R)<br>x' (как L) || О<sub>П</sub><br>О<sub>Л</sub>
|-
| Перехват по вертикальной оси || y (как U) || О<sub>В</sub>
|-
| Перехват по передней оси || z (как F) || О<sub>Ф</sub>
|}

== Примечания ==
{{примечания|refs=

<ref name="dubro">{{Статья
 |автор         = Дубровский В.
 |заглавие      = Алгоритм волшебного кубика
 |ссылка        = http://kvant.mccme.ru/1982/07/algoritm_volshebnogo_kubika.htm
 |издание       = [[Квант (журнал)|Квант]]
 |тип           = журнал
 |год           = 1982
 |номер         = 7
 |страницы      = 22—25
}}</ref>

<ref name="ogonek">''Лукьянов Ф.'' [https://www.kommersant.ru/doc/1685490 Кубический мэтр] // Журнал "Огонёк" № 30 от 01.08.2011, стр. 46.</ref>

<ref name="rozkova">[https://records.su/album/22805 Песни А. Злотника] // Пластинка С62 21891 007.</ref>

<ref name="nkj1">{{Статья
 |автор    = Константинов И.
 |заглавие = Венгерский кубик
 |тип      = журнал
 |издание  = Наука и жизнь
 |год      = 1981
 |номер    = 3
 |страницы = 131—135 + 4-я стр. обл.
}}</ref>

<ref name="nkj2">{{Статья
 |автор    = Константинов И.
 |заглавие = А все-таки, как его собрать?
 |тип      = журнал
 |издание  = Наука и жизнь
 |год      = 1982
 |номер    = 2
 |страницы = 97—102 + цв. вкл. VIII
}}</ref>

<ref name="nkj3">{{Статья
 |автор    = Константинов И.
 |заглавие = Собрать кубик? Это несложно!
 |тип      = журнал
 |издание  = Наука и жизнь
 |год      = 1983
 |номер    = 5
 |страницы = 104—109 + 4-я стр. обл.
}}</ref>

<ref name="kvk">{{Статья
 |автор    = Константинов И.
 |заглавие = Составляем каталог вращений кубика (№3—12)
 |тип      = журнал
 |издание  = Наука и жизнь
 |год      = 1985
 |номер    = 3
 |страницы = 129—132
}}</ref>

<ref name="kvant">{{Статья
 |автор    = Дубровский В.Н.
 |заглавие = Кубик в картинках
 |тип      = журнал
 |издание  = Квант
 |год      = 1983
 |номер    = 9
 |страницы = 33—38 + 4-я стр. обл.
}}</ref>

<ref name="upak">[https://twistypuzzles.ru/forum/index.php?topic=500.0 Варианты упаковок Кубика Рубика венгерского производства на разных языках] // twistypuzzles.ru</ref>

}}{{Родственные проекты}}
{{Шарнирные головоломки}}

[[Категория:Кубик Рубика| ]]
[[Категория:Эрнё Рубик]]
[[Категория:Шарнирные головоломки]]