魅力魔方

前言

英文“magiccube”有兩個(gè)意思，一是指三維的幻方（3Dmagicsquare），國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界一般稱(chēng)之為“幻立方”，筆者在《好玩的數(shù)學(xué)——娛樂(lè)數(shù)學(xué)經(jīng)典名題》一書(shū)中已作過(guò)詳盡介紹。另一個(gè)是指一種3×3×3的立體智力玩具，國(guó)外常常根據(jù)其發(fā)明人的名字把它叫做“魯比克立方體”，國(guó)內(nèi)一般稱(chēng)為“魔方”，這就是本書(shū)所要討論的對(duì)象。魔方是在20世紀(jì)70年代中發(fā)明的，因此只有三十幾年歷史。它的發(fā)明人埃諾·魯比克是匈牙利的雕刻家、建筑師和大學(xué)教師。他通過(guò)十分巧妙的設(shè)計(jì)，把27個(gè)外表涂以各種顏色的小立方體結(jié)合成一個(gè)絢麗多彩的大立方體，這個(gè)大立方體既不會(huì)輕易散架，又能靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)小小的玩具問(wèn)世后．很快風(fēng)靡全球，成為最暢銷(xiāo)的智力玩具。魔方中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)問(wèn)題和算法問(wèn)題以及它同粒子物理中某些現(xiàn)象之間驚人的相似關(guān)系則成為數(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家以及物理學(xué)家研究的熱點(diǎn)之一．至今興盛不衰。筆者1980年到法蘭克福大學(xué)做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者時(shí)在德國(guó)同事家中第一次見(jiàn)到魔方，立即就被它深深地吸引。但由于學(xué)習(xí)和工作的壓力，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，并沒(méi)有為它花費(fèi)很多時(shí)間和精力。退休以后有了閑暇，這才重拾魔方。

內(nèi)容概要

本書(shū)在簡(jiǎn)要回顧了魔方的歷史、介紹了魔方的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以后，重點(diǎn)圍繞以下幾個(gè)方面展開(kāi)：魔方六面還原法；在魔方上形成美麗圖案；魔方游戲中的難題；魔方中的數(shù)學(xué)。內(nèi)容豐富，生動(dòng)有趣。在魔方六面還原方面，本書(shū)除把數(shù)學(xué)家辛格馬斯特提出的方法作為基本方法，作了詳細(xì)介紹外，還簡(jiǎn)要介紹了其他學(xué)者提出的4種不同方法，讀者可根據(jù)自身?xiàng)l件予以選用。    本書(shū)集知識(shí)性、趣味性和實(shí)用性于一體，寓教于樂(lè)，圖文并茂，對(duì)廣大魔方愛(ài)好者有啟迪作用和參考價(jià)值，適合小學(xué)高年級(jí)以上文化程度的學(xué)生、教師、科技工作者和廣大數(shù)學(xué)愛(ài)好者使用。

作者簡(jiǎn)介

吳鶴齡，上海市金山區(qū)人。1960年畢業(yè)于北京工業(yè)學(xué)院（現(xiàn)北京理工大學(xué)）自動(dòng)控制系計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，留校任教直至1998年退休。有著作、譯作10余部，其中，  《數(shù)據(jù)庫(kù)原理與設(shè)計(jì)》獲原電子工業(yè)部?jī)?yōu)秀教材一等獎(jiǎng)；《ACM圖靈獎(jiǎng)——計(jì)算機(jī)發(fā)展史的縮影》、 《IEEE計(jì)算機(jī)先驅(qū)獎(jiǎng)——計(jì)算

書(shū)籍目錄

前言1　魔方的歷史　1.1　魔方誕生記　1.2　魔方也瘋狂　1.3　魔方也學(xué)術(shù)　1.4　“魔友”與“魔網(wǎng)”  　1.5　魔方在中國(guó)2　小魔方的大工藝  2.1　尺寸和外觀  2.2　“解剖”魔方  2.3　材質(zhì)和工藝3　魔方預(yù)熱  3.1　定義魔方  3.2　魔方標(biāo)記法  3.3　魔方操作入門(mén)  3.4　魔方運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律  3.5  魔方的另類(lèi)操作4　六面還原基本法  4.1  魔方還原的基本原理  4.2　還原底層的4個(gè)邊塊  4.3  還原底層的3個(gè)角塊  4.4　還原中層的3個(gè)邊塊　4.5　還原剩余的5個(gè)邊塊　4.6　讓剩余的5個(gè)角塊各就各位　4.7　將有扭轉(zhuǎn)的角塊“正”過(guò)來(lái)　4.8　魔方六面還原法總結(jié)5　魔方操作中的“魔法”  5.1　等效過(guò)程  5.2  恒等過(guò)程和逆過(guò)程  5.3  n循環(huán)的性質(zhì)  5.4  一些有用的過(guò)程  5.5　交換過(guò)程  5.6  利用共軛過(guò)程由老過(guò)程建立新過(guò)程6　升級(jí)六面還原基本法  6.1  底層邊塊的還原  6.2　底層3個(gè)角塊的還原    6.3  中層邊塊的還原    6.4　頂層邊塊的還原  6.5  讓最后5個(gè)角塊各就各位  6.6　給角塊糾偏7　名家妙“方”  7.1  劍橋數(shù)學(xué)家康韋的方法    7.2　“神奇小子”博賽特的方法  7.3  群論專(zhuān)家喬伊納的“先角后邊法”    7.4　計(jì)算機(jī)科學(xué)家考爾夫的方法  7.5  妙“方”點(diǎn)評(píng)8　魔方之美　8.1  魔方圖案的美學(xué)基礎(chǔ)  　8.2　博賽特的創(chuàng)造　8.3　康韋夫人的花樣……9　魔方難題10　魔方中的數(shù)學(xué)參考文獻(xiàn)附錄1　魔方頂面變換法附錄2　國(guó)內(nèi)外魔方網(wǎng)站　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：1魔方的歷史差不多每個(gè)人小時(shí)候都玩過(guò)積木。一堆小方塊，加上若干長(zhǎng)方塊，一個(gè)三角塊（用來(lái)做屋頂），可以讓孩子隨心所欲地搭出他心目中的房子、高樓、大廈、教堂……幾百年來(lái)，小小的積體木在培養(yǎng)孩子了空間立體感方面發(fā)揮著重要的作用，至今仍然是一種重要的兒童智力玩具。傳統(tǒng)上，積木是散裝的。每個(gè)積木塊都是獨(dú)立的，可以任由你擺布。但是到了20世紀(jì)70年代，出現(xiàn)了一種嶄新的積木玩具，所有積木被連接成一個(gè)大立方體，互相不即不離，但又能靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)。它的玩法十分復(fù)雜，但卻引人人勝，富有魅力，因而被叫做“魔方”(magiccube)。它存全世界大行其道，至今已售出2億多個(gè)，成為人類(lèi)歷史上最廣泛流行的智力玩具。根據(jù)它的構(gòu)造，用現(xiàn)在時(shí)髦的詞匯，筆者認(rèn)為可以把它叫做“集成的積木”（integratedbuildingblocks）。那么，它是怎么誕生的呢？

編輯推薦

《趣味數(shù)學(xué)叢書(shū)?魅力魔方》：數(shù)學(xué)體現(xiàn)高度的創(chuàng)新思維，它無(wú)所不在，威力無(wú)邊，它又魅力四射；趣味橫生，數(shù)學(xué)愛(ài)我們！《趣味數(shù)學(xué)叢書(shū)?魅力魔方》集知識(shí)性、趣味性和實(shí)用性于一體，寓教于樂(lè)，圖文并茂，對(duì)廣大魔方愛(ài)好者有啟迪作用和參考價(jià)值，適合小學(xué)高年級(jí)以上文化程度的學(xué)生、教師、科技工作者和廣大數(shù)學(xué)愛(ài)好者使用。 《趣味數(shù)學(xué)叢書(shū)?魅力魔方》用通俗的語(yǔ)言，淺顯易懂的實(shí)例，闡明復(fù)雜的魔方操作過(guò)程和魔方中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)問(wèn)題，為讀者提供一本看得懂、用得上，既能指導(dǎo)實(shí)踐又有理論價(jià)值的魔方初級(jí)教材。此外，本書(shū)還提供了有關(guān)魔方的大量信息和豐富資料，因此，對(duì)魔方愛(ài)好者而言，它也極具參考價(jià)值和收藏價(jià)值。

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