Кіріспе

Megaminx немесе Mégaminx — Рубик текшесіне ұқсас, он екі қырлы пішінді жиірмек. Онда Рубик текшесіндегі 20 жылжымалы бөлікпен салыстырғанда, барлығы 50 жылжымалы бөліктен тұрады.

Тарих

Мегаминкс немесе сиқырлы додекаэдр бірнеше адамдар тәуелсіз түрде ойлап тапқан және әртүрлі өндірушілермен сәл өзгеше дизайнмен шығарылған. Уве Мефферт ақырында кейбір патенттердің құқықтарын сатып алып, оны Megaminx деген атпен өзінің жұмбақтар дүкенінде сатуды жалғастыруда. Ол доктор Кристоф Банделовтың тапқан Венгрлік Суперновасы деген атпен де белгілі. Оның нұсқасы бірінші болып шықты, одан кейін көп ұзамай Мефферттің Megaminx-і пайда болды. Екі жұмбақтың пропорциялары сәл өзгеше. Megaminx-ті жылдам шешу 2003 жылы World Cube Association-ның ресми іс-шарасы болды, ал алғашқы ресми бір шешімнің рекордын америкалық Грант Трегей Канадада өткен World Rubik's Games чемпионатында 2 минут 12.82 секундпен жасады. Ресми жарыстардағы бірінші минуттан кем уақытта шешілген жағдайды жапондық шешуші Такуми Йошида 2009 жылғы қаңтарда Амагасаки ашық турнирінде 59.33 секундпен көрсетті, ал бірінші 30 секундтан кем уақытта шешілген жағдайды перуандық шешуші Хуан Пабло Хуанки 2017 жылғы Сантьягода өткен жарыста 29.93 секундпен жасады. Megaminx-ті шешудің қазіргі әлемдік рекорды 23.18 секунд, оны аргентиналық Леандро Мартин Лопес 2024 жылдың 13 сәуірінде орнатты.

Сипаттама

Мегаминкс додекаэдр пішіндес жасалған, 12 беті, орталық бөлшектері, 20 бұрыштық бөлшектері және 30 шеттік бөлшектері бар. Бет орталықтарының әрқайсысы бір түсті, ол шешілген күйдегі сол беттің түсін анықтайды. Шеттік бөлшектер екі түсті, ал бұрыштық бөлшектер үш түсті. Әрбір бетте орталық бөлшек, 5 бұрыштық бөлшек және 5 шеттік бөлшек болады. Бұрыштық және шеттік бөлшектер жақын беттермен ортақ. Бет орталықтары тек өз орнында айналуы мүмкін, бірақ қалған бөлшектер бет ортасының айналасындағы бет қабатын бұрау арқылы өзгертілуі мүмкін. Мегаминкстің екі негізгі түрі бар. 6 түсті түрі текшелерге тән 6 түсті пайдаланады: ақ, сары, көк, жасыл, қызыл және қызғылт сары, ал қарама-қарсы беттері бірдей түске ие. 12 түсті түрі жұмбақтың әр беті үшін ерекше түс қолданады. Ең көп таралған 12 түсті схемасы ақтан басталады, оның шеттері сары, қою көк, қызыл, қою жасыл және күлгін түстермен шектеледі. Осы беттердің әрқайсысының тікелей қарсысында сұр, беже, ашық көк, қызғылт сары, ашық жасыл және қызғылт түстер орналасқан. Қара – жиі қолданылатын балама бет түсі, ол әдетте соңғы шешілетін қабаттағы түстердің контрастын жақсарту үшін сұрдың орнын басады немесе ақ бетпен екі көршіні (қызыл және жасыл) бөлісетін беже түсін ауыстырады, бұл кейбір жарық жағдайында бөлшектерді анықтауды қиындатуы мүмкін. 12 түсті Мегаминкс – WCA ресми жарыстарында рұқсат етілген жалғыз түр (әр бет ерекше түстелген жағдайда түстер схемасының өзгеруіне рұқсат беріледі), сондықтан ол 6 түсті түрінен әлдеқайда танымал. Жұмбақтың мақсаты, Рубик текшесі немесе оған ұқсас жұмбақтар сияқты, түстерді шатастыру, содан кейін әр бетті реттеу арқылы оның бастапқы күйіне қайтару, яғни әр бетте бір түс болуын қамтамасыз ету.

Шешімдер

Түс нұсқасына қарамастан, ең көп таралған шешім стратегиясы Рубик текшесін шешудің әдеттегі әдістерімен ортақ қасиеттерге ие. Шешу көбінесе ақ түспен басталады, онда шешуші сол бетке іргелес жиектерден құралған «жұлдызды» қайта жасайды, әрқайсысы көрші орталық түсімен дұрыс жұптастырылады (Рубик текшесіндегі жаңадан бастаушылардың «ақ кресі» және CFOP әдістеріне ұқсас). Бұл аяқталғаннан кейін, бесеу ақ бұрыштық элементтер өз орнына қойылады, әдетте бастапқы беттен әр бұрыштың қарама-қарсы жағындағы тиісті жиек элементімен жұпталады. «Жұлдыз», алғашқы бесеу бұрыш және алғашқы бесеу жиек «бірінші екі қабат» деп аталады, бұл 3x3 текшеге ұқсас. Осыдан кейін шешуші әдетте «екінші екі қабатқа» көшеді, бұл орталық экватордың айналасындағы бұрыштар мен жиек элементтерін біріктіру және орналастырудың ұқсас процесін қамтиды, содан кейін бастапқы бетке қарама-қарсы жарты шардың бұрыштары мен жиектері. Бұл әдетте «интуитивті» түрде жасалады, шешуші бөлшектерді қайда жылжыртқысы келеді, соған сәйкес беттерді бұрады, ал әрбір қозғалыстың нәтижесі жұмбақты басқару тәжірибесімен болжамдалады. Бұл шешушіге «соңғы бетті» қалдырады, көбінесе сұр (ақ бастапқы бетке қарама-қарсы), ол шешілген төменгі қабаттарды бұзбай, алдын ала анықталған тәртіппен соңғы қабаттың элементтерін бағдарлау (кері айналдыру/бұру) және алмастыру (қайта орналастыру) үшін күрделі қозғалыстар тізбегін қажет етеді. Бұл «алгоритмдер» Рубик текшесінде қолданылатын және осылайша тәжірибелі шешушілерге таныс, бірақ әр беттің қосымша жағын және осылайша беттің толық айналымының бөлігі ретінде қосымша бұру мүмкіндігін ескереді. Бұл айырмашылықтар куб пішіндес жұмбақтар үшін қолданылатын алгоритмдердің белгілеуінде шағын өзгерістерді қажет етеді. Мегаминксті шешудің «жаңадан бастаушы» әдісі үш-алты қозғалыстан тұратын төрт-бес алгоритмді жаттап алуды қажет етеді, олар соңғы қабаттың жиек элементтерін бағдарлау үшін, содан кейін соңғы қабат жұлдызын құру үшін, содан кейін соңғы қабаттың бұрыштарын бағдарлау және алмастыру үшін қолданылады. Күрделі алгоритмдер жиынтығы ұзақ тізбектердің кең ауқымын жаттап алуды талап етеді, бірақ олар соңғы қабаттың элементтерінің нақты пермутацияларының әрқайсысы үшін тиімдірек шешімдер болып табылады, қысқарақ, бірақ қайталанатын жаңадан бастаушы алгоритмдерге қарағанда жиектер мен бұрыштардың бағдарлануын және алмастырылуын азырақ қадамдарда (және жалпы қозғалыстарда) орындайды. 6 түсті Мегаминкс бірден көзге көрінбейтін қосымша қиындықпен келеді (және ол 12 түсті жұмбақта кездеспейді). Оның жиек элементтері қарама-қарсы беттердің түстерінің қайталануына байланысты визуалды түрде бірдей жұптарда келеді. Алайда, олар визуалды түрде ажыратылмаса да, математикалық тұрғыдан теңдік қатынасында байланысқан. Кез келген заңды күйде (шешілген күйден бөлшектемей қол жетімді), жиектердің жұп саны әрқашан ауысқан болады. Алайда, ауысулар визуалды түрде бірдей жиектер арасында болуы мүмкін болғандықтан, шешушіге барлық жұмбақты шешкеннен кейін, оларды алмастыруға тырысқанда қиындық тудыратын ауысқан (әр түрлі) жиектер жұбы қалуы мүмкін. Шешім – теңдік мәселесін шешу үшін «бірдей» жиектердің бір жұбын алмастыру, содан кейін жұмбақты қалпына келтіру. Бұл қасиет 12 түсті Мегаминксте жоқ, өйткені оның барлық жиектері ерекшеленеді, сондықтан жұмыс істеп жатқан жұптан басқа ауысқан жиектердің тағы бір жұбы бар екені бірден көрінеді. 12 түсті Мегаминкстің «шешілмейтін» пермутациялары, шешу әдісінің күтуімен сәйкес келмейтін мінез-құлықтарға әкеледі, бұл беттерді бұру арқылы ғана мүмкін емес манипуляциялардың нәтижесі. Ең көп кездесетіні – «бұрыш бұру», бұл көршілес бетті бұруды бастағанда беттің сәл қисайтылуына мүмкіндік беретін жұмбақтардың жиі кездесетін жанама әсері («бұрыш кесу»). Ауыспалы толеранстылық бұрыштың басқа бет немесе бұрышқа тәуелсіз айналуына мүмкіндік береді, бұл жұмбақты беттерді бұру арқылы ғана шеше алмайды. Жұмбақтың басқа «шешілмейтін» пермутацияларының көпшілігі дұрыс емес құрастырудың нәтижесі болып табылады, сондықтан тазалау, техникалық қызмет көрсету немесе реттеу үшін бөлшектелгеннен кейін жұмбақты әрқашан шешілген күйге қайта құрастыру қажет.

Вариациялар

Megaminx пазлінің өзі көптеген түрлі өндірушілермен бірнеше нұсқада шығарылады, олардың көпшілігі басқа WCA және ұқсас айналулы пазлдерді шығарады. Құрылыста ең көп таралған өзгерістердің бірі – пазл/бөлшектің мөлшері мен салмағы, бет түстерінің нақты реңктері, тұтқа мен айналдыруға көмектесетін қырқалар немесе ойықтар сияқты тактильді көмекшілердің болуы және көрінісі, пазлдің төзімділігі мен бөлшектер арасындағы кернеуді реттеу мүмкіндігі мен әдісі және, осы типтегі айналдыру пазлдарында кең таралғандай, бөлшектердегі магниттердің болуы мен күші, олар бірнеше беттердің ішінара айналдырылуына байланысты тұйықталуды азайту үшін пазлдің әртүрлі бетін сәйкестендіруге көмектеседі. Megaminx-тің түстерінің өзгеруі жиі кездеседі, WCA ережелері Megaminx-ті шатастыру үшін, егер әдеттегі бастапқы бағдар (жоғарыда ақ, алды жасыл) түстерді ауыстыру немесе қайта орналастыруға байланысты мүмкін болмаса, қалай әрекет ету керектігін көрсетеді. 12 түсті Megaminx-терде танымал модификация – ақ бетке қарама-қарсы беттің түсін оның әдеттегі сұрдан қараға ауыстыру. Бұл қара түсті түстегі бөлшектер үшін дәстүрлі «жапсырмалы» пазлдар үшін қарапайым өзгерту (жапсырмаларды алып тастаңыз және егер әрбір бет бәсекелестік үшін жабысқақ болуы керек болса, оларды сәйкес келетін қара жапсырмалардың жиынтығымен алмастырыңыз); бірнеше түсті пластиктерді пайдаланатын «жапсырмасыз» пазлдар үшін көптеген өндірушілер қара пластикте қажетті бөлшектердің жиынтығын шығарады, ал пазл кез-келген бет бөлшектерін ауыстыру үшін ішінара бөлшектеуге болады. Бұл түстің өзгеруі әдетте соңғы шешілмеген қабатты құрайтын осы бет пен көршілес беттердің түстерінің арасындағы контрасты арттырады, бұл үлгілерді тануға және осылайша соңғы қабатты шешу үшін алгоритмдерді дұрыс таңдауға көмектеседі. Басқа түстердің өзгеруі сирек кездеседі, бірақ әр бетінің визуалды түрде бірегей біркелкі түсі болған кезде, пазл заңды, сондықтан шешушілер пазлдің түстерін өз қалауы бойынша өзгерте алады. 12 жақты пазлдарда қабаттардың саны әр түрлі, олардың көпшілігі пазлдің атауындағы «мега» сөзін басқа метрикалық префикке ауыстырады. Олар: Kilominx (2 қабат), Master Kilominx (4 қабат), Gigaminx (5 қабат), Elite Kilominx (6 қабат), Teraminx (7 қабат), 8×8 Kilominx (8 қабат), Petaminx (9 қабат), Examinx (11 қабат), Zettaminx (13 қабат), Yottaminx (15 қабат) және Atlasminx немесе Quettaminx (19 қабат). Megaminx-тің ең жоғары тапсырыс бойынша шығарылған нұсқасы – Zettaminx, оны 2021 жылы ShengShou шығарды, ал Megaminx-тің ең жоғары тапсырыс нұсқасы – 3D басып шығару арқылы Corenpuzzle жасаған Minx of Madness. «Ақымақ» микс 2022 жылдың мамырында ашылды. Бұл – 21x21x21 Rubik's Cube-ның он екі жақты эквиваленті. Александр жұлдызы алты түсті Megaminx-тің тек қана жиектерін шешумен тең. Impossiball мен Kilominx тек Megaminx-тің бұрыштарын шешумен тең, бірақ механикалық жағынан өте әртүрлі. Impossiball-дың алты немесе он екі түсі бар. Pyraminx Crystal – терең бұрылу деңгейі бар модификацияланған Megaminx. Tony Fisher «Megaminx» формасын өзгертіп, «Hexaminx» деп атаған текше формасын шығарды. Тағы бір нұсқасы – Holey Megaminx, оның ортаңғы бөлшектері жоқ, ол Void Cube сияқты. Оны 2009 жылдың шілдесінен бастап Mèffert компаниясы өндіреді. Басқа нұсқаларға Flowerminx, Megaminx Ball және Crazy Megaminx жатады.

Комбинациялардың саны

Мегаминкстің 20 бұрышы және 30 жиегі бар. Рубик текшесінде бір жұп бұрыштар мен бір жұп жиектер ауыстырылуы мүмкін, ал қалған жұмбақ шешілген. Бұл мысалда бұрыштар мен жиектердің орналасуы тақ санмен өрнектеледі, бірақ олардың қосындысы жұп сан болады. Мұндай теңсіздік Мегаминксте мүмкін емес. Екі типті бөлшек үшін де, екінші бөлшектердің орналасуына қарамастан, тек жұп орналасулар ғана мүмкін. Бұрыштарды орналастырудың 20!/2 тәсілі және оларды бағдарлаудың 319 тәсілі бар, себебі соңғы бұрыштың бағдары алдыңғыларының бағдарына байланысты. Жиектерді орналастырудың 30!/2 тәсілі және оларды бұрудың 229 тәсілі бар. Толық саны 100 669 616 553 523 347 122 516 032 313 645 505 168 688 116 411 019 768 627 200 000 000 000 (шамамен 101 унигинтиллион қысқа масштабта немесе 101 ундециллион ұзақ масштабта). 6 түсті Мегаминксте бұрыштар ерекшеленеді, себебі бірдей үш түсі бар екі бұрыш бір-бірінің көлеңкесі болады. 15 жұп бірдей жиек бар. Барлық 15 жұпты ауыстыру мүмкін емес, себебі бұл жиектердің тақ орналасуына әкеледі, сондықтан бұрынғы санға 214-ке тең азайту коэффициенті қолданылады. Толық саны 6 144 385 775 971 883 979 645 753 925 393 402 415 081 061 792 664 780 800 000 000 000 (шамамен 6,1 гинтиллион қысқа масштабта немесе 6,1 дециллиард ұзақ масштабта). Үлкен өлшемдер үшін (гигаминкс, тераминкс, петаминкс және т.б.) комбинациялардың жалпы саны megaminx, gigaminx, teraminx, petaminx және т.б. үшін сәйкесінше мынадай болады: Комбинациялардың саны гигаминкс, тераминкс, петаминкс, экзаминкс, зеттаминкс, йоттаминкс және т.б. үшін есептеледі.

Олимпиадалық есеп бойынша ең үздік 5 шешілген мәселе

Аты Ең жылдам орташа Жарыс уақыты Леандро Мартин Лопес 26.84s Nacionales Argentinas 2023 (25.22), 26.31, 26.55, 27.67, (28.15) Тристан Чуа Ён 26.92s Сингапур Мастерс 2023 28.20, 25.69, 26.87, (25.21), (DNF) Зию Ву 26.96s Шэньчжэнь Ашық 2023 27.13, (29.81), 25.71, (25.28), 28.04 Алексей Синявин 28.67s Вестчестер Апталық 1 2023 (26.90), (30.05), 28.10, 29.25, 28.65 Николас Наинг 29.06s Претцель Маниясы 2023 (31.00), (26.54), 28.47, 29.70, 29.00