مکعب روبیک

مکعب روبیک (Rubik’s Cube) یک پازل مکانیکی است که در سال ۱۹۷۴ توسط ارنو روبیک مجسمه ساز و پرفسور معماری در کشور مجارستان اختراع شد.

مکعب روبیک در چهار نوع مختلف وجود دارد: ۲×۲×۲ که به مکعب جیبی معروف است، ۳×۳×۳ رایجترین مکعب روبیک، ۴×۴×۴ که به انتقام روبیک معروف است، و در آخر نوع ۵×۵×۵ یا مکعب حرفه‌ای. نوع ۳×۳×۳ آن که رایجترین آنهاست نه سطح مربع شکل در هر طرف دارد، در مجموع پنجاه و چهار سطح می‌شوند که به اندازه بیست و هفت مکعب کوچک به هم چسبیده فضا را اشغال می‌کند. سطح مکعب روبیک را شش رنگ پوشانده‌است، هر وجه یک رنگ. مخترع آن نام مکعب جادویی را برای آن انتخاب کرد که در سال ۱۹۸۰ با نام مکعب روبیک در جهان پخش شد و می‌توان گفت که پرفروش ترین اسباب بازی جهان است.

مرتب کردن ان مکعب کاری بسیار و جالب ولی در عین حال طولانی و وقت گیر است. خیلی ها نمیتوانند بعد از به هم ریختن مکعب دوباره درستش کنند. برای همین من می خواهم الگوریتم مرتب کردن مکعب رو  اینجا قرار بدم :دی

مقدمه

اگر می خواهید مکعب رو در 20 ثانیه حل کنید ، این روش به در د شما نمی خورد و کمی وقت گیر است . اما برای افراد مبتدی بسیار مناسب است.
قبل از شروع ، باید برای یک سری چیز ها نشانه قرار بدیم :
وجه بالایی = U
وجه زیری = D
وجه چپ = L
وجه راست = R
وجه رو به رویی = F
وجه پشتی = B
ما میتونیم هر وجه مکعب رو ساعت گرد یا غیر ساعت گرد بچرخونیم .( که البته با توجه به مرکز هر وجه جهت چرخش رو مشخص می کنیم!)
نام حرکت های مختلف (در U ):
چرخش 90 درجه به صورت ساعت گرد U نامیده می شود.
چرخش 90 درجه به صورت غیر ساعت گرد ‘U نامیده می شود.
چرخش 180 درجه U2 نامیده می شود.
برای هر قطعه های تکی از 2 یا 3 حرف استفاده می کنیم . برای نام بردن فطعه هایی که در کناره ها قرار دارند ، نام دو وجه را استفاده می کنیم . مثلا نام قطعه ای که در وجه پایینی و در سمت چپ مکعب قرار داردDL  است. نام قطعه های گوشه هم به همین صورت است ولی از 3 حرف استفاده می کنیم. مثلا قطعه ای که در وجه بالایی و رو به رو یی و راستی (!) قرار دارد URF است .
مراحل مختلف مرتب کردن مکعب :
1-   ایجاد یک شکل +  بر روی اولین وجه .
2-   قرار دادن خانه های گوشه ی وجه اول
3-   قرار دادن خانه های کناری لایه ی وسط مکعب
4-   ایجاد یک شکل +  بر روی وجه پایینی.
5-   قرار دادن خانه های گوشه ی وجه پایین

*در خط های آبی ، بدلیل این که نوشته فارسی – انگلیسی است ، علامت ‘ اِ آخرین حرف به اول پریده !

مرتب کردن وجه اول

اول از همه یک رنگ را انتخاب کنید(مثلا سفید ).
مکعب را بچرخانید تا مرکز سفید در U  قرار بگیرد.
توجه کنید که در مکعب 3X3X3  ، تمام خانه های مرکزی به هم متصلند و مثلا همیشه رنگ زرد در طرف راست رنگ سفید قرار دارد .
اول از همه می خواهیم خانه های کناری را در جای خودشان قرار دهیم.
برای این خانه ها چند حالت داریم :
•   خانه با رنگ سفید در D  قرار دارد.  D را بچرخانید تا قطعه ی مورد نظر دقیقا زیر جایی که باید برود ، قرار گیرد (در وجه U ).اگر بخش سفید در  D  است ، F2 را امتحان کنید. اگر بخش سفید در D نیست ،D R F’ R’ را امتحان کنید . (از چپ به راست !!! )
•   خانه با رنگ سفید در لایه ی میانی است .  F یا F’ را امتحان کنید تا به حالت قبل برگردید.
•   خانه با رنگ سفید در جای درست قرار دارد ، ولی اشتباهی چرخیده است (طرف سفید آن در U  نیست ) . F2 را امتحان کنید و به حالت های قبل برگردید.
پس از آن ، باید گوشه ها را مرتب کنیم . برای هر کدام از 4 گوشه 6 حالت اصلی وجود دارد :
•   قطعه ی گوشه در جای درست است . کاری انجام ندهید .
•   قطعه ی گوشه در جای درست است ، ولی اشتباهی چرخیده است و نیاز دارد که به صورت ساعت گرد بچرخد . مکعب را برگردانید تا قطعه ی مورد نظر در URF  قرار گیرد و F D F’ D’ F D F’ را امتحان کنید.
•   قطعه ی گوشه در جای درست است ، ولی اشتباهی چرخیده است و نیاز دارد که به صورت غیر ساعت گرد بچرخد . مکعب را برگردانید تا قطعه ی مورد نظر در URF  قرار گیرد و  R’ D’ R D R’ D’ R  را امتحان کنید.
•   قطعه ی گوشه در D  قرار دارد.  D را بچرخانید تا قطعه ی مورد نظر دقیقا در زیر جایی که می خواهد برود قرار گیرد.اگر بخش سفید در زیر است ، و مقصد آن قطعه URF  است (یعنی مکعب را جوری بگیرید که مقصد آن جا باشد !) ، R’ D2 R D R’ D’ R را امتحان کنید .
•   قطعه ی گوشه در D  است و بخش سفید آن در طرف چپ است. فرض می کنیم که قطعه به URF  می رود. F D F’ را امتحان کنید.
•   قطعه ی گوشه در D  است و بخش سفید آن در طرف راست است. فرض می کنیم که قطعه به URF  می رود. R’ D’ R را امتحان کنید.
شما الان باید یک وجه را کامل کرده باشین . این مرحله نسبتا آسون بود و فکر نکنم مشکلی داشته باشین .

قطعات باقی مانده در لایه ی میانی

U  کامل شده است و ما باید قطعات لایه ی میانی را کامل کنیم .
4 حالت وجود دارد :
•   قطعه ی مورد نظر در جای درست است و درست چرخیده .
•   قطعه ی مورد نظر در جای درست است ولی اشتباه چرخیده. در این حالت شما باید طبق دستورات بعدی یک قطعه ی دلخواه را جایگزین این قطعه کنید و باز طبق دستور ، آن را سر جایش برگردانید !
•   قطعه ی مورد نظر در جایی اشتباه در لایه ی میانی قرار دارد. در بیشتر موارد ، این قطعه رو ول کنید (!) و وقتی که در  D  قرار گرفت ، آن را سر جایش بگذارید(وقتی که قطعه ی درست به آن جا بیابد ، قطعه ی اشتباهی خودش به D  می رود !) . اگر فقط 2 قطعه دارید که هر یک در جای دیگری است ،باید یک قطعه ی دیگر را جایگزین یکی از آن ها کنید و بعد طبق دستور عمل کنید !
•   قطعه ی مورد نظر در D  است. فرض کنید می خواهید قطعه ای که به رنگ های A  و B  است را در جای درستش در لایه ی میانی قرار دهید.چک کنید که A  بر D  واقع شده است یا B  . فرض می کنیم A  بر روی D  قرار دارد.D را بچرخانید تا قطعه ی مورد نظر در جای مخالف نسبت به مرکز A  قرار بگیرد.(اگر مرکز A  روی F  است ، قطعه ی ما باید در DB  قرار بگیرد.) حالا مکعب را برگردانید تا سفید در U  و وجه A  رنگ در F  قرار بگیرند. کدام طرف قطعه ی A-B  رنگ وجه B  رنگ است ؟ اگر مرکز B  در L  است ، F’ D’ F D L D L’ را امتحان کنید . اگر مرکز B در R  است ، F D F’ D’ R’ D’ R   را امتحان کنید .
حالا 2/3  مکعب شما مرتب شده است و وارد بخش های سخت شده اید !

لایه ی آخر

دو لایه ی اول الان باید کامل باشند.از این به بعد ، مکعب را بر عکس نگه دارید  (یعنی وجه سفید در D  قرار بگیرد).
در مکعب من ، نارنجی وجه مقابل سفید است .حالا از این به بعد وجه نارنجی در U  قرار دارد (البته تو مکعب شما هر رنگ دیگه میتونه باشه !)
اول از همه ما باید یک +  نارنجی رنگ درست کنیم .
4  حالت کلی وجود دارد :
•   همه ی 4 قطعه ی کناری درست هستند و شما یک +  نارنجی رنگ روی U  دارید .
•   2 قطعه ی کناری مجاور درست هستند و مثلا UF  و UR دارای رنگ نارنجی روی U  هستند و با مرکز شکلی مانند L  ایجاد کرده اند.  UL و UB دارای رنگ نارنجی روی U نیستند.در این وضعیت ،  B U L U’ L’ B’ را امتحان کنید.
•   2 قطعه ی کناری مقابل درست هستند مثلا UR  و UL دارای رنگ نارنجی روی U  هستند .B L U L’ U’ B’  را امتحان کنید.
•   هیچ قطعه ی کناری ای دارای رنگ نارنجی روی U  نیست.B L U L’ U’ B’ F U R U’ R’ را امتحان کنید.
الان در مکعب شما باید دو لاییه پایینی مرتب باشند و یک +  نارنجی روی U  داشته باشین.
اگر دو لایه ی پایینی درست هستند ولی 1 یا 3 قطعه ی کناری از U  دارای رنگ نارنجی در بالا هستند ،قطعات مکعب شما رو فردی ( شاید هم خودتان !) از هم جدا کرده و اشتباه گذاشته است ! و مکعب شما در هیچ صورت درست نمیشود !
حالا باید قطعات کناری  U  را در جای درست قرار بدهیم .
•   اگر هر 4 قطعه درستند ( تمام قطعات به جز 4 قطعه ی گوشه سر جای خودشان قرار دارند ) ، کاری انجام ندهید و با خوش حالی (!) به مرحله ی بعد بروید.
•   اگر یک قطعه درست است ، مکعب را جوری نگاه دارید که آن در  UL  باشد .اگر 3 قطعه ی باقی مانده نیاز به چرخیدن به صورت ساعت گرد دارند ، R2 D’ U2 R’ L F2 R L’ D R2  را امتحان کنید. اگر هم نیاز به چرخیدن به صورت غیر ساعتگرد دارند ، R2 D’ R’ L F2 R L’ U2 D R2  را امتحان کنید .
•   اگر دو قطعه ی مجاور درست هستند  ، U  را بچرخانید تا فقط یک قطعه درست باشد و طبق دستور عمل کنید .
•   اگر دو قطعه ی مقابل درست هستند ، U  را بچرخانید تا هیچ قطعه ای درست نباشد و طبق دستور عمل کنید .
•   اگر هیچ قطعه ای درست نیست ، U  را طوری بچرخانید که رنگ بخش F  آن با رنگ مرکز  R  یکی باشد . حالا
R2 D2 B2 D L2 F2 L2 F2 L2 F2 D’ B2 D2 R2  را امتحان کنید !
در این مرحله باید قطعات گوشه رو سر جای خودشان قرار بدهیم.
•   هر 4 گوشه درست هستند (می توانند درست نچرخیده باشند ! مهم این است که در جای درست باشند.)
•   1 گوشه در جای درست قرار دارد. مکعب را برگردانید تا این قطعه در UFR  قرار بگیرد . اگر سه گوشه ی باقی مانده باید ساعتگرد بچرخند ،  L’ U R U’ L U R’ U’ را امتحان کنید. اگر باید غیر ساعتگرد بچرخند ،
U R U’ L’ U R’ U’ L  را امتحان کنید.
•   هیچ کدام از قطعه های گوشه درست نیستند .اگر این قطعه ها نیاز دارند که به گوشه ی مقابل بروند ،
R’ B2 F R F’ R’ F R F’ R’ F R F’ R’ B2 R  را امتحان کنید .اگر باید به گوشه ی مجاور بروند ، مکعب را جوری بگیرید که UFR  و UFL  باید با هم عوض شوند و
B L U L’ U’ L U L’ U’ L U L’ U’ B’ را امتحان کنید .
مرحله ی آخر !
مکعب را برگردانید تا قطعه ای که اشتباه چرخیده است ، در UFR  قرار بگیرد. اگر باید ساعت گرد بچرخد ،
F D F’ D’ F D F’ D’ را امتحان کنید . اگر باید غیر ساعت گرد بچرخد ، D F D’ F’ D F D’ F’ را امتحان کنید .( این بسیار بسیار مهم است ) الان U  را بچرخانید که قطعه ی دیگری که اشتباه چرخیده است  در UFR  قرار بگیرد و یکی از حرکات بالا را انجام دهید .