自编魔方教材.pdf

前言魔方——估计绝大多数孩子都知道或者玩过这个玩具。在我们小时候，魔方被认为是能够开发智力的玩具。知道怎么样将魔方复原的孩子，肯定是当时最受欢迎的“小神童”。其实，魔方不仅仅是一种玩具，更是一项了不起的发明。中国人发明的“华容道”，法国人发明的“独立钻石”和匈牙利人发明的“魔方”，被称为智力游戏界的三大不可思议。社会学家根据魔方对人类的影响和作用，将魔方列入上个世纪对人类影响较大的100项发明之一，世界排名第七。还获得了“1980年最佳游戏发明奖”和“最有教育意义的玩具”。魔方最初是由匈牙利的一位名叫鲁比克的建筑学教授发明的，他是于1974年夏天研制出来做教具的，随意转动了几下却发现无法被还原，他花了好几个星期的时间去研究各方块的位置关系，最后才使魔方恢复了原状。他认为这实在是一种很有教育价值的智力玩具，于是，写下了这种玩具的详细说明，第一批商品魔方于1977年在匈牙利问世。于是，魔方迅速成为了风靡全球的时尚玩具。三十多年来魔方用她独有的魔力征服了全世界，并以惊人的销量成就了玩具界史无前例的奇迹。现在魔方正以益智、健身、健脑的特点被人们重新认识，并进入了我们的休闲领域。魔方不仅仅是益智玩具，也是一种教学用具、一种运动用品，玩魔方更是象征智慧和时尚的休闲活动。魔方由三阶正方体衍生出多个品种，已经形成一系列产品线。玩法也由简单的复原，向复合型手、眼、脑协调运用等多样化竞技运动发展。快速还原、单手还原、闭目还原（盲拧）、最少步还原等等。魔方有着其它运动所无法比拟的优势，她起点低，体积不小、投资相对很少，不受年龄、场地限制，随时随地，两手有空就可以拿出来转几下。转魔方能锻炼逻辑思维能力、增强空间观念，是不可多得的大脑体育活动，魔方比赛也成了手指灵敏度的竞技比赛，参赛时选手的手指都几乎达到了自己灵敏的极限，这是其他运动所无法替代的。魔方除了渐渐成为受更多人关注的体育运动外，对它的研究也被引入了诸多的科学研究领域。首先引起的是数学家们的兴趣，魔方首次风靡全球时，其最吸引人的是还原问题。因此，当时的数学家们出尽风头。他们根据群论和线性代数等专门的数学理论和知识，借助电子计算机，得到了各种各样的魔方复原方法。而现在的研究和计算机技术的提高，对魔方的研究已大大超过了当时的水平。现在已经可以利用计算机算出每种状态的最简还原方法，不过现在最大的难题是谁也还不知道22或23转的魔方最远状态的的样子。总之，“群论”最先闯入魔方领域，并从根本上支持将魔方上升为一门科学。现在，魔方是人工智能领域的一个重要研究对象。有的人将魔方引入了计算机领域。有的物理学家建立了魔方和粒子物理的关系。也有的化学家通过魔方的变换来使得自己加强对物质的认识。当然，魔方的物理构造也是建筑学方面的优良教具。相信随着了解模方的人越来越多，魔方还可以被引入更多的科学研究领域给更多的科研人员以帮助。在英国还出现了第一批魔方理论研究小组，其中数学家DavidSingmaser被誉为魔方大师。魔方的魅力也在每时每刻地吸引着我校的广大学生。应我校广大学生的需求，为开发学生的智力，锻炼学生的思维能力、意志品质、手脑配合能力和手指的灵敏度。同时，也为纠正学生的不良嗜好，培养他们良好的志趣趋向，特编写本教材。受本人水平限制，教材中出现的不足之处敬请读者谅解。编者海龄目录前言………………………………………………………（1）目录………………………………………………………（4）第一课魔方的产生及发展……………………………（5）第二课三阶魔方还原概述………………………………（10）第三课三阶魔方还原第一步:单面“架十字”………(13)第四课三阶魔方还原第二步：“倒‘T’字”…………(17)第五课三阶魔方还原第三步：第二层还原…………(20)第六课三阶魔方还原第四步：“顶棱归位”…………(23)第七课三阶魔方还原第五步：“顶层全一色”………(27)第八课三阶魔方还原第六步：“六面还原”…………(29)第一课魔方的产生及发展你知道智力游戏界的三大不可思议吗？它是指中国人发明的“华容道”，法国人发明的“独立钻石”和匈牙利人发明的“魔方”。而魔方受欢迎的程度更是智力游戏界的奇迹。一、魔方的起源：魔方：Rubik'sCube又叫魔术方块，也称鲁比克方块。是匈牙利布达佩斯建筑学院厄尔诺·鲁比克教授在1974年发明的。当初他发明魔方，仅仅是作为一种帮助学生认识空间立方体的组成和结构以及锻炼学生的空间思维能力和记忆力的教学工具。但要使那些小方块可以随意转动而不散开，不仅是个机械难题，还牵涉到木制的轴心、座和榫头等。直到魔方在手时，他将魔方转了几下后，才发现如何把混乱的颜色方块还原竟是个有趣而且困难的问题。鲁比克就决心大量生产这种玩具。魔方发明后不久就风靡世界，人们发现这个小方块组成的玩意实在是奥妙无穷。二、魔方的发展：随着