Чемпион мира по сборке знаменитой головоломки

Самые находчивые пальцы, быстрая реакция и выдающийся интеллект: австралиец прибалтийского происхождения Феликс Земдегс во второй раз стал чемпионом мира по скоростной сборке кубика Рубика.

Чемпионат состоялся в бразильском Сан-Паулу. Всего в нем было 17 различных соревнований. Среди них — составление головоломки ногами или с завязанными глазами. Впрочем, главный приз по традиции получил тот, кто одерживает победу в традиционном сборке кубика на скорость.

Нынешний чемпион справился менее чем за шесть секунд. Обладатель второго места отстал всего на секунду. Впрочем, ни один из участников не смог побить мировой рекорд — 5,25 сек. Знаменитой головоломке венгерского изобретателя Еньйо Рубика более 40 лет. А первый мировой чемпионат по ее скоростного составления или спідкубінгу провели в начале 80-х годов.

"Это соревнование было очень увлекательным и прекрасно организованным. Люди здесь очень дружелюбны. А победа стала еще одной приятностью. Я уже побеждал на прошлом чемпионате, поэтому сейчас нервничал меньше"

— Феликс Земдегс

Кубик Рубика (часто: кубик-рубик) — механическая головоломка, которую изобрел 1974 венгерский скульптор, изобретатель Эрнье Рубик.

Эрно Рубик назвал свое изобретение «Магический куб», но в 1980 году компания англ. Ideal Toys переименовали головоломку по имени изобретателя и этого же года она выиграла немецкую награду «Игра года» (Spiel des Jahres). На даный момент продано более 300,000,000 экземпляров игрушки во всем мире.

Изобретение
В марте 1970 Гарри Д. Никольс изобрел и позже запатентовал в США первый кубик размером 2 × 2 × 2 (англ. "Puzzle with Pieces Rotatable in Groups»). Кубика Никольса сохранял целостность с помощью магнетизма. Вслед за ним Франк Рокси получил британский патент на кубик размером 3х3х3 (англ. "Spherical 3x3x3»).
Рубик изобрел свой «Магический Кубик» в 1974 году и получил венгерский патент HU170062 годом позже, но не подал на получение международных патентов. Первая пробная партия продукта была запущена в конце 1977 и поступила в Будапештские игрушечные магазины. Пластиковые элементы, которые были положены в основу изделия, были значительно дешевле чем магниты по дизайну Никольса. В сентябре 1979 года соглашение с Ideal Toys вывела «Магический Кубик» в западный мир, и головоломка дебютировала на игрушечном рынке в январе и феврале 1980 года.
В 1982 году компания Moleculon Research Corp, ассигнована Никольса, подала в суд на Ideal Toys за несоблюдение патентного договора. По решению суда карманный кубик 2х2х2 нарушал патент Никольса, но кубик Рубика 3х3х3 оставался патентованным изобретением Е.Рубика.

Популярность

С 1980 по 1982 годы было продано более 1 млн кубиков Рубика. Ideal Toys выпускала «Информационный бюллетень кубика Рубика» с 1980 по 1983 годы.
Варианты кубиков Рубика (слева направо: Месть Рубика, Карманный кубик, Профессорский кубик, Кубик Рубика).
Вскоре появились похожие головоломки, как от самого Рубика, так и из других источников, включая кубик 4х4х4 — «Месть Рубика». Есть также варианты размеров 2х2х2 и 5х5х5 («Карманный кубик» и «Профессорский кубик», соответственно) и головоломки других форм, таких как пирамида и тетраэдр.
В мае 2005 греческий изобретатель П. Вердес (Panagiotis Verdes) сконструировал кубик Рубика размером 6х6х6. 23 мая 2006 Фрэнк Моррис, мировой чемпион по решению кубика Рубика, протестировал эту версию. Ему хватило 5 минут и 37 секунд на решение головоломки. Ранее версию 3х3х3 он решил за 15 секунд, 4х4х4 — за 1 минуту 10 сек., 5х5х5 — по 1 мин. 46,1 сек. В июле 2006 года успешно сконструировал кубик 7х7х7. 27 октября 2006 было выпущено видео-решения Морисом этой головоломки. Он решил ее за 6 мин 29,31 сек.
В 1994 году Милинда Грин, Дон Хатч и Джей Бекенильт (Melinda Green, Don Hatch, Jay Berkenilt) создали 4-х мерный 4х4х4х4 аналог кубика. Количество возможных состояний этого кубике превышает количество атомов в известном вселенной. На январь 2007 года только 55 человек смогли его решить. В 2006 году Ройс Нельсон и Чарли Невилл (Roice Nelson, Charlie Nevill) создали 5-ти мерную модель 5х5х5х5х5. На январь 2007 ее решило лишь 7 человек.

Математическое описание
С точки зрения математики перемещения отдельных кубиков при повороте граней кубика Рубика является перестановками конечного множества состояний отдельных кубиков (их положения и ориентации). Все возможные повороты граней образуют группу и, таким образом, процесс сбора кубика можно исследовать с помощью теории групп перестановок конечных множеств.
Для записи преобразований можно викориcтаты алгебраическую нотацию, в которой буквы Ф, Т, Л, П, В, Н означают поворот на 90 градусов по часовой стрелке соответственно фронтальной, тыловой, левой, правой, верхней и нижней граней. Поворот грани против часовой стрелки, то есть обратная операция, сказывается подъемом соответствующей буквы в степень -1, например, Ф-1. Два последовательных повороты одной грани, является произведением соответствующих перестановок, сказывается подъемом в степень 2, например, Ф2.
Таким образом, если буквы M и N обозначают две грани кубика, то

M	Поворот грани на 90 ° по часовой стрелке
M-1	Поворот грани на 90 ° против часовой стрелки
MM-1	Произведение прямого и обратного преобразований является тождественной перестановкой и не меняет состояние кубика Рубика
M2	Поворот грани на 180 ° по часовой стрелке.
M-2	Или, что то же самое, поворот грани на 180 ° против часовой стрелки
M-1NM	Сопряжение поворота N с помощью поворота M
MNM-1N-1	Коммутатор поворотов N и M

В англоязычной нотации записи действий сборщика кубика Рубика, для поворотов граней по часовой стрелке используются буквы

L (left — левая)	U (up — верхняя)	R (right — права)
D (down — нижняя).	B (back — задняя)	F (англ. Front — фронтальная)

Повороты против часовой стрелки для упрощения записи обозначаются штрихом, например, F ". Также используются маленькие буквы f, b, l, r, u и d для обозначения поворотов двух граней и буквы x, y, z для поворотов всего кубика.

Комбинаторика

Нормальный Кубик Рубика (3 × 3 × 3) может иметь

(8! × 38-1) × (12! × 2121) / 2 = 43,252,003,274,489,856,000 разных позиций (комбинаций), или примерно 4,3 × 1019. Несмотря на такую огромное количество комбинаций состояний, любой кубик Рубика можно решить не более чем за 20 движений.
Для сравнения, если выложить все комбинации кубика Рубика за концы вдоль одной линии, то длина этой линии составит 261 световых лет.

Существует (8! × 38) × (12! × 212) = 519,024,039,293,878,272,000 вероятных вариантов размещения элементов кубика, но только один из двенадцати можно получить на практике. Причиной этого является то, что невозможно двигать боковые элементы. Итак существует 12 возможных наборов достижимых конфигураций, которые также называют орбитами.

Интересные факты о кубик Рубика

В 1974 году венгерский скульптор и преподаватель архитектуры Эрне Рубик изобрел свою головоломку — кубик Рубика, а в следующем году запатентовал.
За это время кубик Рубика стал лидером по количеству проданных экземпляров — больше 350 млн штук.
Алгоритм сборки кубика Рубика за наименьшее количество ходов назвали «алгоритмом Бога». Математик Тома Рокицький с помощью расширенных компьютерных расчетов доказал, что для этого необходимо сделать 22 хода.
Классический кубик Рубика имеет 3х3х3 квадратики, а самый большой — 17х17х17.
Люди, которые занимаются скоростным составлением кубика Рубика, называются швидкуберамы. Последний рекорд был установлен Коллином Барнсом на соревнованиях в США в 2015 году, он собрал кубик Рубика за 5.25 секунд.
Как ни странно, соревнования проходят в нескольких номинациях: сбор двумя руками или одной, с закрытыми глазами, а также под водой на одном вдохе.
Житель Бразилии Габриэль Перейра Кампанья собрал кубик Рубика ногами за 25.14 секунды.
В 1980 году, когда головоломка была максимально популярной, ее крутил каждый пятый из жителей нашей планеты.
Стандартный размер стороны кубика Рубика составляет 57 мм.
На сегодняшний день считается, что длинной является сборка кубика Рубика в течение 26 лет. Такой срок понадобился британцу Грэму Паркеру, который получил игрушку в качестве подарка на 19-летие, а закончил составление в возрасте 47 лет.