http://anymath.ir

انجمن دبیران ریاضیات

آموزش مجازی ریاضیات مدارس و دانشگاه های کشور

مکعب روبیک

نوشته شده توسط: Meysam Zarei در ۱۰ مهر ۱۳۹۲ ساعت ۲۳:۵۷
دسته بندی:  آموزش مجازی» آموزش ابتدایی

 

مکعب روبیک که به آن مکعب جادویی نیز گفته می شود یک پازل سه بعدی است که در سال 1974 توسط مجسمه ساز و پروفسور معماری مجارستانی "ارنو روبیک" ساخته شد و در همان سال جایزه ی بهترین پازل را دریافت کرد. تا ژانویه 2009 ، 350 میلیون مکعب در دنیا فروخته شد که سبب شد این بازی به عنوان پرفروش ترین در دنیا شناخته شود.

 

 


ارنو روبیک در دوران جنگ جهانی دوم در بوداپست مجارستان متولد شد. در دانشگاه مجسمه سازی خواند ولی پس از فارغ التحصیلی برای یادگیری معماری به یک کالج کوچک به نام "آکادمی هنر و طراحی کاربردی" رفت و پس از پایان دوره ی تحصیل در همان جا به تدریس طراحی داخلی پرداخت.

هدف روبیک از اختراف مکعب ساخت پرفروش ترین پازل در تاریخ نبود. او تنها از خود پرسید:"چگونه هر کدام از این قطعات می توانند به طور مستقل حرکت کنند بدون اینکه جدا شوند؟" در مکعب روبیک 26 قطعه ی کوچک کل مکعب را می سازند.

"شگفت انگیز بود که ببینم چگونه رنگ ها بعد از تنها چند حرکت ظاهرا به طور تصادفی در هم می آمیزند. خیلی فوق العاده است که ببینی دوباره این رنگ ها به نظم درآیند. همانند یک پیاده روی که مناظر زیبای زیادی را دیده ای و میخواهی به خانه برگردی، بعد از مدتی من هم تصمیم گرفتم به خانه برگردم، شروع کنم به قرار دادن هر قطعه سر جای خود. و در این لحظه بود که با یک چالش بزرگ مواجه شدم: راه برگشت خانه کجاست؟!" – ارنو روبیک

او شروع به پیدا کردن راه حل کرد و دنباله هایی از حرکات را برای مرتب کردن تنها تعدادی از قطعات را یافت. بعد از یک ماه مکعب حل شد...

با اینکه مکعب روبیک به محبوبیت زیادی در دهه ی 80 میلادی رسید بسیاری به تمرین کردن این مکعب و پازل های  مشابه آن ادامه دادند و برای حل سریع با هم به رقابت پرداختند. انجمن جهانی مکعب هم مسابقاتی را ترتیب داد و رکوردهای رسمی را از سال 2003 ثبت کرد. از این سال به بعد برنده ی مسابقه با توجه به میانگین زمان 3 بار حل مکعب روبیک انتخاب می شود. همچنین سریعترین حل از بین 3 تلاش نیز ثبت می شود. همچنین این انجمن فهرستی از رکوردهای جهانی را نگهداری می کند.

راه های بسیاری برای حل مکعب روبیک به طور مستقل پیدا شده است. معروفترین آنها روشی است که توسط ریاضیدان انگلیسی دیوید ساینمستر طراحی و در کتاب "یادداشت هایی بر مکعب جادویی روبیک" نوشته شد. در این روش مکعب لایه به لایه حل می شود به طوریکه ابتدا یک لایه ی بالایی منظم می شود. بعد از تمرین های کافی کامل کردن مکعب از این روش می تواند کمتر از یک دقیقه صورت گیرد! در سال 1982 دیوید ساینمستر و الکساندر فری تخمین زدند که تعداد حرکات لازم برای حل مکعب جادویی با استفاده از یک الگوریتم ایده آل باید زیر بیست باشد. در سال 2007 دنیل کانکل و جین کوپرمن با استفاده از متد جستجوی کامپیوتر اعلام کردند که هر مکعب روبیک  می تواند با 26 حرکت و حتی کمتر از آن حل شود. در سال 2008 توماس روکیکی عدد 26 را به 22 کاهش داد و سرانجام در جولای 2010 یک گروه محققین شامل روکیکی با همکاری گوگل اثبات کردند که تعداد حرکات می تواند 20 باشد. به طور کلی تر نشان داده شده که هر مکعب روبیک n*n می تواند به طور بهینه با ((Θ(n2 / log(n تعداد حرکت مرتب شود. البته  باید بدانید دکتر سیاوش شهشهانی استاد ریاضیات دانشگاه صنعتی شریف نیز کتاب اسرار مکعب روبیک را تالیف  کرد و در این کتاب راه حل مکعب و ارتباط آن با ریاضیات را به صورت ساده ای بیان نمود.

روشی که معمولا توسط شرکت کننده ها در مسابقات استفاده می شود روشیست که توسط جسیکا فردریچ طراحی شده و شبیه روش لایه به لایه است. با توجه به این روش در شروع با کنار هم گذاشتن قطعاتی با رنگ های مشابه صلیبی ساخته می شود. روش فردریچ می تواند به طور متوسط با 55 حرکت پازل را کامل کند.

البته این را در نظر داشته باشید اگر بخواهید بدون تفکر تمام حرکات احتمالی را انجام دهید، حتی اگر در هر ثانیه یک حرکت انجام دهید، کامل کردن مکعب شما 1,400 تریلیون سال طول خواهد کشید!(برای مقایسه عمر جهان تنها 14,000 بیلیون سال است.!) راه های بسیار دیگری برای مرتب کردن این مکعب جادویی بیان شده که با جستجویی کوتاه در اینترنت می توانید آن ها را مطالعه و شروع به حل مکعب روبیک خود کنید.

منابع:

http://inventors.about.com/

http://en.wikipedia.org/


هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...

نوشتن دیدگاه