Lập phương Rubik
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Lập phương Rubik (Khối Rubik hay đơn giản là Rubik) là một bài toán đố cơ học được phát minh vào năm 1974 bởi kiến trúc sư người Hungary Ernő Rubik. Những cái tên khác không đúng về bài toán này thường là lập phương rubix và lập phương rubics.
Rubik làm bằng chất dẻo, có bốn phiên bản chính là: 2×2×2 ("Lập phương Túi"), 3×3×3 (Lập phương tiêu chuẩn), 4×4×4 ("Rubik Báo thù") và 5×5×5 ("Lập phương Giáo sư").
Mới đây, nhà phát minh người Hy Lạp, Panagiotis Verdes đã nhận được bằng sáng chế vì đã tạo thêm những rubik khác ngoài 5×5×5, lên đến mức 11×11×11. Nó bao gồm những cơ chế cải tiến từ 3×3×3, 4×4×4 và 5×5×5. Từ tháng ba 2007, những thiết kế này vẫn còn được kiểm tra và chưa phổ biến rộng rãi, mặc dù những thước phim thực tế về cơ chế làm việc của 6×6×6 và 7×7×7 đã được đưa ra công chúng.
Phiên bản 3×3×3 là phiên bản thông thường, được biết đến với tên "Lập phương Rubik". Mỗi mặt của phiên bản này có 9 ô vuông và được sơn phủ một trong sáu màu khác nhau, thông thường là trắng, đỏ, vàng, cam, xanh lá cây và xanh dương. Bài toán bắt đầu bằng việc xáo trộn tất cả vị trí các ô vuông ở mỗi mặt, tức là các màu sắc xen kẽ nhau. Bài toán chỉ được giải quyết khi mà mỗi mặt của khối là một màu đều đặn. Trước đây, nó được gọi là "Lập phương Ma thuật" do chính nhà phát minh đặt ra. Năm 1980, Michael Egnot đổi tên nó thành "Lập phương Rubik" và tên này dần phổ biến trên thế giới. Có thể nói nó là một trong những loại đồ chơi bán chạy nhất thế giới.
[sửa] Lịch sử
"Lập phương Ma thuật" được Ernő Rubik phát minh vào năm 1974 bằng sự quan tâm hình học và nghiên cứu những mẫu dạng ba chiều. Năm 1975, Ernő được Hungary cấp bằng sáng chế HU170062 cho Lập phương Ma thuật nhưng ông lại không nhận những bằng sáng chế quốc tế. Những lô hàng đầu tiên của sản phẩm được sản xuất cuối năm 1977, và được tung ra những cửa hàng đồ chơi ở Budapest năm 1980. Sau đó ít lâu, nhà sản xuất quyết định đổi tên cho nó. Hai tên "The Gordian Knot" và "Inca Gold" được đề xuất xem xét, nhưng cuối cùng công ty quyết định lấy tên "Lập phương Rubik", và lô hàng đầu tiên được xuất khẩu từ Hungary vào tháng năm, 1980.
Tận dụng sự "cháy hàng" ban đầu của món đồ chơi này, nhiều sự bắt chước xuất hiện. Vào năm 1984, có một vụ kiện vi phạm bằng sáng chế do Larry Nichols với tấm bằng US3655201 của ông ta. Một người Nhật tên Terutoshi Ishigi cũng nhận một bằng sáng chế của Nhật cho một cơ chế tương tự Rubik, trong khi bằng sáng chế của Rubik đang được xử lý. Tuy vậy, nói chung Ishigi cũng đã gửi một phát minh độc lập.
[sửa] Cơ chế
[sửa] Giải pháp
Một rubik bình thường (3×3×3) có thể có (8! × 38−1) × (12! × 212−1)/2 =43,252,003,274,489,856,000 hay khoảng bốn mươi ba triệu tỷ vị trí khác nhau (hoán vị), nhưng bài toán được quảng cáo như thể chỉ có "hàng tỉ" vị trí mà thôi, có lẽ để giảm áp lực tâm lý cho người chơi, và đôi khi, chúng có thể được giải quyết chỉ trong 27 bước hay thậm chí ít hơn thế. (xem Những giải pháp tối ưu cho bài toán rubik)
Sau đây là một trong số nhiều giải pháp cho bài toán rubik. Giải pháp này được phát triển bởi David Singmaster, một nhà toán học người Anh. Trước khi bắt đầu, để dễ mô tả những chuyển động khác nhau của rubik, ta cần ký hiệu sau đây cho từng mặt:
- Mặt nắp: N
- Mặt đáy: Đ
- Mặt trái: T
- Mặt phải: P
- Mặt khuất: K
- Mặt hiện: H (là mặt đối diện mắt)