小魔方有大學問
發布時間:2025-01-10 16:35:40 | 來源:【《人民日報》 2024年12月20日 李增偉】
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魔方的官方名稱是“魯畢克方塊”,它源于一位匈牙利人的創造與探索。問世50年來,魔方的全球銷量約5億個,且仍在不斷增長。小小魔方究竟有何魔力,讓全世界的人們愛不釋手呢?
1974年,為了幫助學生建立對立體概念的實感認識,匈牙利布達佩斯工藝美術學院講師魯畢克組裝了一個由26個木制方塊組成、6面涂有不同顏色的立方體,這就是魔方的原型。起初,魯畢克以為魔方具有不可復原性,一旦把立方體的色塊打亂,就無法恢復如初。但經過一個月的嘗試,他成功使所有顏色相同的小立方體重新處于同一面,最終證明了魔方是可復原的。在1979年舉行的紐倫堡玩具展上,魔方第一次走進公眾視野。1980年,魔方開始銷往全球,并很快成為最受歡迎的玩具之一。
在千變萬化中反復探索、掌握規律、解決難題,使人們從魔方中獲得許多樂趣。根據數學家的計算,一個最普通的三階魔方,有超過4325億億種組合狀態。很多魔方愛好者通過識別模式,運用記憶的口訣來解魔方。他們癡迷于在無數可能性中尋找不同解法,追求用更好的方法、更短的時間將其還原。從三階魔方到現在各種各樣的變體,如四階、五階甚至多層以及特殊形狀的魔方,復原魔方難度的增加給人們帶來更多的樂趣和挑戰。在各種魔方競技比賽上,人們不斷挑戰恢復各種魔方的時間極限,追求速度的同時也尋求更優化的算法,力圖將“解決問題”的藝術發揮到極致。
小魔方有大學問。科學家揭示魔方背后更加普適的規律,通過進一步提煉和推廣,應用于更加復雜的場景。例如,數學家發現,每個標準的三階魔方無論如何組合,從任何一個未知處開始,都能在20步內將其復原。在物理學家看來,魔方是研究量子力學、晶體學等現代科學的優質教具,有助于將抽象理論可視化。學校和教育機構使用魔方教授數學、物理和計算機科學等,培養學生空間感知、邏輯推理等能力。材料學家還從魔方的結構找到靈感,創制出常規合成路徑無法實現的材料。步入人工智能時代,全自動的機械手幾秒內就能成功還原一個被打亂的魔方,整個過程集視覺監測、算法、決策、驅動等多種功能于一體,有助于探索更豐富的智能應用場景與體驗。
魔方經久不衰,解謎帶來的樂趣或許是關鍵。魯畢克曾將“謎”喻為創新的基石,認為“謎”有助于挖掘每個人身上的重要特質——專注、好奇、頑皮以及迫切找到解決辦法的心情。正如魯畢克所說:“只要你擁有好奇心,就會發現身邊的謎;只要你擁有決心,就能解開它們。”沒有困難可以阻擋人類創新的腳步。孜孜求索、勇于創新,人們將繼續在未知世界勇往直前。