打乱魔方那点儿事
2020-09-02袁则明
读者·校园版 2020年17期
关键词:比赛
袁则明
魔方是匈牙利建筑学教授、雕塑家厄尔诺鲁比克于1974年发明的机械益智玩具,被称为“鲁比克魔方”,共有26个方块,我们习惯上称之为三阶魔方。
在三阶魔方比赛中,最快的选手只需几秒钟,就能将打乱的魔方复原,从而完成比赛。那么,有人会问:“每一个魔方要打乱到什么程度,才能做到公平、公正呢?”如果某位选手的魔方只是被简单地打乱,选手只需三五步就能复原,而其他选手的魔方很乱,需要很多步才能完成,比赛显然有失公平。犹如100米赛跑一样,如果起跑时不在同一条起跑线上,比赛自然就失去了意义。
魔方比赛是否也要有一条绝对公平的“起跑线”,把所有的魔方都打乱成一模一样的形式呢?这当然是不太可能的。三阶魔方虽然只有26个方块,但拥有约43万兆(1兆等于100万)种不同的组合状态。要想把所有的魔方都打乱成相同的一种随机状态,是很难也是很耗时的,更何况每场比赛魔方的打乱程度不可能一样,否则,产生的纪录也就失去了意义。
所以,在比赛中,魔方的打乱程度应该有一定的步数限制。根据数学家戴夫·拜耳等研究出的“鸽尾式洗牌”方法,一副扑克只要洗7次,就足以被打乱。而对于简化版的二阶魔方,数学家也证明出至少需要19步,才能够使它足够乱。那么,三阶魔方要多少步才能被打乱呢?
目前,在各类的三阶魔方比赛中,对打乱魔方的步数有不同的规定,有的建议在30步以上,有的建议在20步以上。究竟哪一种规定更合理,制定规定的理论依据又是什么呢?……
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