Кіріспе

4×4×4 Рубик текшесінің нұсқасы

Рубиктің қайырымы (сонымен қатар 4×4×4 Рубик текшесі деп те аталады) – Рубик текшесінің 4×4×4 нұсқасы. Ол 1981 жылы шығарылды. Петер Себестень ойлап тапқан бұл текшеге Себестень текшесі деп аталған еді, бірақ соңғы сәтте шешім қабылданып, ойынның аты өзгертілді, бұл Rubik's Cube-тың жанкүйерлерін тарту үшін жасалды. Бастапқы текшеден (және 5×5×5 текшесі сияқты басқа да тақ санды текшелерден) айырмашылығы, оның бекітілген беттері жоқ: орталық беттері (әр бетке төртеу) әртүрлі орындарға еркін жылжиды. 3×3×3 текшесін шешу әдістері 4×4×4 текшесінің қабырғалары мен бұрыштары үшін де қолданылады, егер түстердің салыстырмалы орналасуын дұрыс анықтасаңыз, себебі орталық беттерін енді анықтау үшін қолдануға болмайды.

Механика

Бұл жұмбақ бетінде 56 бірегей шағын кубтан ("кубиктерден") тұрады. Олардың ішінде әрқайсысы бір түсті көрсететін 24 орталық бөлік, әрқайсысы екі түсті көрсететін 24 жиек және әрқайсысы үш түсті көрсететін 8 бұрыш бар. Рубик текшесінің алғашқы нұсқасын көп қиындықсыз бөлуге болады, әдетте бір жағын 30° бұрып, бір жиекті жоғары қарай итеріп, одан шығару арқылы. Себестеньдің алғашқы механизмі орталық бөліктерді орнында ұстап тұру үшін ойықты шарды пайдаланады. Жиектер орталықтармен, ал бұрыштар түпнұсқа текшедегідей жиектермен байланысты. Орталық бөліктердің жылғауы үшін үш өзара перпендикуляр ойық бар. Әр ойық тек бір қатар орталық бөліктердің өтуіне жеткілікті ғана кең. Шардың пішіні басқа қатардағы орталық бөліктердің жылғауына кедергі келтіреді, шардың текше сыртымен сәйкес келетінін қамтамасыз етеді. Орталық қабаттардың біреуін бұру, тек сол қабатты ғана емес, сонымен қатар шарды да қозғайды. Eastsheen нұсқасы, 6 см-ге жуық шеті бар, мүлдем басқа механизмге ие. Оның механизмі шар ядролы механизміне қарағанда, профессордың текшесіне ұқсас. Текшенің ішінде 42 бөлік (36 жылжымалы және 6 бекітілген) бар, олар профессордың текшесіндегі орталық қатарларға сәйкес келеді. Бұл конструкция түпнұсқаға қарағанда берік және бұрандаларды пайдаланып текшені бекітуге немесе босатуға мүмкіндік береді. Орталық шпиндель сыртқы жағымен сәйкес келмейтіндей етіп арнайы пішінделген. 4×4×4 текшелерді өндіретін барлық өндірушілер ұқсас механизмдерді қолданады. 24 жиек бөлігі әрқайсысы екі түсті жағын көрсетеді, ал сегіз бұрыш бөлігі үш түсті көрсетеді. Әр бұрыш бөлігінің немесе жиек бөліктерінің жұбының бірегей түсті комбинациясы бар, бірақ барлық комбинациялар кездеспейді (мысалы, егер қызыл және қызғылт түстер шешілген текшеде қарама-қарсы жақта болса, қызыл және қызғылт жақтары бар бөлік болмайды). Бұл кубтардың бір-біріне қатысты орналасуын текшенің қабаттарын бұру арқылы өзгертуге болады, бірақ жиналған кезде түсті жақтардың орналасуын өзгертуге болмайды: ол орталық шаршылардың салыстырмалы орналасуымен және жиек және бұрыш бөліктеріндегі түстердің таралуымен анықталады. Жиек жұптары көбінесе "қос жиектерден" деп аталады. Жаңа текшелер үшін желімшелердің түстері қызылға қарама-қарсы қызғылт, сарыға қарама-қарсы ақ және көкке қарама-қарсы жасыл болады. Алайда, басқа түстермен орналастырылған текшелер де бар (сарыға қарама-қарсы жасыл, көкке қарама-қарсы ақ және қызылға қарама-қарсы қызғылт). Eastsheen нұсқасында қызғылт (қызылға қарама-қарсы) қызғылт емес, күлгін түсті.

Шешімдер

Бұл жұмбақты шешу үшін бірнеше әдістерді қолдануға болады. Мұндай әдістердің бірі – қысқарту әдісі, себебі ол 4×4×4 текшені 3×3×3 текшеге тиімді түрде келтіреді. Алдымен, ортақ түстері бар орталық бөліктерді топтастырып, содан кейін бірдей екі түсті көрсететін жиектерді жұптастырамыз. Бұл орындалғаннан кейін, тек сыртқы қабаттарды бұру арқылы оны 3×3×3 текше сияқты шешуге болады. Тағы бір әдіс – Яу әдісі, ол Роберт Яудың құрметіне аталған. Яу әдісі қысқарту әдісіне ұқсас және жылдам жинаушылардың ең көп қолданатын әдісі. Яу әдісі қарама-қарсы жақтардағы екі орталықты шешуден басталады. Содан кейін үш крест шешіледі. Келесіде, қалған төрт орталық шешіледі. Одан кейін, қалған бөліктер шешіледі. Бұл 3x3x3 текшеге дейін қысқартылады. Яу әдісіне ұқсас әдіс Хоя деп аталады. Оны Жонг Хо Жонг ойлап тапқан. Ол Яу әдісімен бірдей қадамдарды қамтиды, бірақ басқа ретпен. Барлық орталықтар шешіледі, тек 2 іргелес орталықтар ғана шешілмейді. Содан кейін төменгі жағында крест жасалып, соңғы екі орталық шешіледі. Осыдан кейін, ол Яу әдісімен толықтай сәйкес келеді, жиектер аяқталып, текше 3x3 текше ретінде шешіледі.

Парит қателері

Стандартты 3×3×3 текшеде шешілмейтін белгілі бір жағдайларға жету мүмкін. 3×3×3 текшеде кездеспейтін екі мәселе бар. Біріншісі – бір жиекте екі жиектің орны ауысып, сол жиектің түстері екі жағындағы қалған кубиктермен сәйкес келмейді (OLL жұптылығы): Көріп отырғаныңыздай, осы екі жиектің орны ауысқан. Екіншісі – екі жиек жұбының бір-бірімен орны ауыстырылады (PLL жұптылығы), жағдайға және/немесе әдіске байланысты екі бұрыштың орны ауыстырылуы мүмкін: Бұл жағдайлар жұптық қателер деп аталады. Бұл жағдайлар да шешіледі, бірақ қателерді түзету үшін арнайы алгоритмдер қолданылуы керек. Кейбір әдістер жоғарыда сипатталған жұптық қателерді болдырмау үшін жасалған. Мысалы, егер бұрыштар мен жиектерді бірінші шешіп, орталықтарды соңында шешсе, мұндай жұптық қателерге жол берілмейді. Текшенің қалған бөлігі шешілгеннен кейін, орталық бөліктердің кез келген ретін өзгертуге болады. Екі беттің ортасын 3 беттің ортасын ауыстыру арқылы алмастыруға болатынын ескеріңіз, олардың екеуі де сырттан қарағанда бірдей болып көрінеді. PLL жұптылығы N жұп және кемінде 4 болғанда, барлық N×N×N текшелерде пайда болуы мүмкін. Бұл 3×3×3 және 5×5×5 сияқты N-і тақ санды текшелерде кездеспейді. Бұл соңғыларында орталық бөліктер бекітілген, ал алғашқыларында бекітілмегендіктен болады. 4×4×4 текшесін тікелей шешу сирек кездеседі, бірақ K4 сияқты әдістермен мүмкін. Бұл әдіс әртүрлі техникаларды біріктіреді және соңғы қадамдар үшін коммутаторларға көп тәуелді.

Әлемдік рекордтар

Әлемдік рекордты ең жылдам шешуге 16,79 секунд уақыт кеткен. Бұл рекордты АҚШ-тың Макс Парк 2022 жылдың 13 сәуірінде Калифорния штатының Сан-Хосе қаласында өткен Bay Area Speedcubin' 2 PM 2022 жарысында орнатты. Бес шешімнің ең жылдам орташасы (ең жылдам және ең баяу шешімдерді есепке алмағанда) 19,38 секундты құрайды, оны да АҚШ-тың Макс Парк 2023 жылдың 19 наурызында Калифорния штатының Сан-Хосе қаласында өткен Arizona Speedcubing Spring 2023 жарысында (17,60), 18,49, 19,37, (23,80) және 20,28 секундтық уақытпен орнатты. Көзін байлап үш шешімнің орташа рекорды 1 минут 8,76 секундты құрайды (инспекцияны қоса алғанда), оны Мичиган Кубинг Клубы Эпсилон 2019 жылы Стэнли Чапел 1:02,51, 1:14,05 және 1:09,72 уақыттарымен орнатты.

Аты-жөні Ең жылдам шешу Жарыс Макс Парк 15,83с Nub Open Yucaipa 2024 Себастиан Вейер 17,13с French Championship 2023 Тимон Коласински 17,83с Melbourne Summer 2024 Феликс Земдегс 17,98с Altona Algorithms Attempt 2 2021 Матти Хирото Инаба 18,65с Hawai'i Big Island Winter 2024

Ең үздік 5 шешім шығарушы

Атауы Ең жылдам орташа Жарыс Уақыты Макс Парк 19.38 секунд Аризона Speedcubing 2023 көктемі (17.60), 18.49, 19.37, (23.80), 20.28 Себастьян Вейер 20.85 секунд Chanteloup Open 2023 21.12, (19.67), 20.58, 20.85, (28.01) Тимон Коласиньский 21.47 секунд Sandnes Open 2023 20.83, (20.39), 21.11, 22.48, (24.52) Феликс Земдегс 21.57 секунд Алтона алгоритмдері 2 2021 22.36, (26.61), 21.30, (17.98), 21.05 Сеун Хёк Нам (남승혁) 21.67 секунд Сингапур чемпионаты 2023 (21.99), 21.53, 21.59, (20.40), 21.89

Ең үздік 5 шешілген мәселе

Аты Ең жылдам шешім Сынық Стэнли Чапел 51,96 секунд 4BLD Мэдисон залында 2023 Хилл Понг Йонг Фенг 1:01.01 Сингапур чемпионаты 2023 Кайжун Лин (林恺俊) 1:09.98 «Тыныштық сақтаңыз» Букит Джалил 2023 Мануэль Гутман 1:18.86 Жакека Ди Телла V2 2023 Томми Черри 1:20.34 WCA әлем чемпионаты 2023

Ең үздік 5 шешімін табушылар 3 орташа есеппен көздері байланған

Аты Ең жылдам орташа Жарыс уақыты Стэнли Чапел 1:06.46 PBQ Оксфорд 2024 1:01.14, 1:04.03, 1:14.20 Кайжун Лин (林恺俊) 1:20.08 Гуандун Ашық 2021 1:19.22, 1:19.07, 1:21.94 Мануэль Гутман 1:26.75 Nacionales Argentinas 2023 1:20.63, 1:25.93, 1:33.68 Даниэль Уоллин 1:30.79 Файрис Сайд 'н Блинд 2022 1:23.27, 1:25.83, 1:43.26 Хилл Понг Йонг Фен 1:42.27 Sunday Silence Сингапур 2022 1:38.67, 1:33.11, 1:55.04

Қабылдау

Games журналы Rubik's Revenge ойынын "1982 жылғы ең үздік 100 ойын" тізіміне енгізіп, бастапқы Rubik's Cube-тің орталық бөліктері жылмайтынын анықтады, бірақ "Бұл Supercube үшін дұрыс емес, себебі ол барлық үш өлшемде қосымша субкубтар қатарын қамтиды" деп мәлімдеді.