Введение

Пазл Мегаминкс или Мегаминкс (англ. Megaminx) — это головоломка в форме додекаэдра, похожая на кубик Рубика. Она состоит из 50 подвижных элементов, которые можно переставлять, в то время как у кубика Рубика их 20.

История

Мегаминкс, или магический додекаэдр, был изобретен несколькими людьми независимо друг от друга и производился различными производителями с незначительными отличиями в конструкции. Уве Мефферт в конечном итоге выкупил права на некоторые патенты и продолжает продавать его в своем магазине головоломок под названием Megaminx. Он также известен как венгерская сверхновая, придуманная доктором Кристофом Банделоу. Его версия вышла первой, за которой вскоре последовал Megaminx от Мефферта. Пропорции этих двух головоломок немного различаются. Скоростная сборка Мегаминкса стала официальным видом соревнований Всемирной ассоциации кубиков в 2003 году, а первым официальным рекордом по сборке за один раз стал результат американца Гранта Трегея – 2 минуты 12,82 секунды, показанный на Чемпионате мира по играм Рубика в Канаде. Первую сборку менее чем за минуту в официальных соревнованиях продемонстрировал японский спидкубер Такуми Йошида, показав время 59,33 секунды на Открытом чемпионате Амагасаки в январе 2009 года, а первую сборку менее чем за 30 секунд совершил перуанский спидкубер Хуан Пабло Хуанки на соревновании в Сантьяго в 2017 году, показав время 29,93 секунды. Текущий мировой рекорд по сборке Мегаминкса составляет 23,18 секунды и принадлежит Леандро Мартину Лопесу из Аргентины, установленному 13 апреля 2024 года.

Описание

Мегаминкс выполнен в форме додекаэдра и состоит из 12 граней, 12 центральных элементов, 20 угловых элементов и 30 рёберных элементов. Центральные элементы граней имеют по одному цвету, который определяет цвет этой грани в собранном состоянии. Рёберные элементы имеют два цвета, а угловые – три. Каждая грань содержит центральный элемент, 5 угловых элементов и 5 рёберных элементов. Угловые и рёберные элементы общие для соседних граней. Центральные элементы граней могут вращаться только на месте, а остальные элементы можно переставлять, вращая слой грани вокруг центрального элемента. Существует две основные версии Мегаминкса. В 6-цветном варианте используются 6 цветов, обычно встречающихся в головоломках-кубах: белый, жёлтый, синий, зелёный, красный и оранжевый, при этом противоположные грани имеют одинаковый цвет. В 12-цветном варианте для каждой грани используется уникальный цвет. Наиболее распространная 12-цветная схема начинается с белого, окружённого жёлтым, тёмно-синим, красным, тёмно-зелёным и фиолетовым. Напротив каждой из этих граней расположены, соответственно, серый, бежевый, светло-синий, оранжевый, светло-зелёный и розовый. Чёрный – распространённый альтернативный цвет грани, который может заменять серый, улучшая цветовой контраст на обычно последнем собираемом слое, или заменять бежевый, который обычно имеет двух соседей (красный и зелёный) на белой грани, что может затруднить идентификацию элементов при определённом освещении. 12-цветный Мегаминкс – единственный тип, разрешённый на официальных соревнованиях WCA (вариации цветовой схемы допустимы, если каждая грань имеет уникальный цвет), и поэтому он гораздо популярнее 6-цветной версии. Цель головоломки, аналогичная кубику Рубика или другим подобным головоломкам, заключается в перемешивании цветов, а затем восстановлении исходного состояния с одним цветом на каждой грани, последовательно вращая каждую грань для переориентации/перестановки рёберных и угловых элементов, прилегающих к центральному элементу этой грани.

Решение

Независимо от цветового варианта, наиболее распространенная стратегия решения имеет общие черты с общепринятыми методами решения кубика Рубика. Решение начинается с одной грани (чаще всего белой), где решающий восстанавливает "звезду", образованную реберными элементами, прилегающими к этой грани, каждый из которых правильно соединен с соседним цветом центра (аналогично "белому кресту" метода для начинающих и методов CFOP для кубика Рубика). Затем пять белых угловых элементов помещаются на свои места, обычно в паре с соответствующим реберным элементом на противоположной стороне от стартовой грани для каждого угла. Звезда, первые пять углов и первые пять ребер известны как "первые два слоя", подобные таковым у куба 3x3. Далее решающий обычно переходит к "следующим двум слоям", что включает в себя аналогичный процесс соединения и позиционирования угловых и реберных элементов вокруг экватора головоломки, а затем углов и ребер в полушарии, противоположном начальной грани. Обычно это делается "интуитивно", вращая грани головоломки в зависимости от того, куда решающий хочет переместить элементы, при этом результат каждого хода предсказуем при наличии опыта манипулирования головоломкой. Это оставляет решающему "последнюю грань", чаще всего серую (противоположную белой стартовой грани), для ориентации (переворота/вращения) и перестановки (переупорядочивания) элементов последнего слоя в заранее определенном порядке, не нарушая решенные нижние слои, что требует серии более сложных последовательностей ходов. Эти "алгоритмы" похожи на те, что используются для кубика Рубика и, следовательно, знакомы опытным решателям, с учетом дополнительной стороны каждой грани и, следовательно, дополнительного возможного поворота при полном вращении грани. Эти различия требуют незначительных изменений в обозначениях алгоритмов по сравнению с общепринятыми для кубических головоломок. "Метод для начинающих" решения Мегаминкса требует запоминания всего четырех или пяти алгоритмов длиной от трех до шести ходов каждый, которые будут использоваться для ориентации, а затем перестановки реберных элементов последнего слоя для формирования звезды последнего слоя, за которой следует ориентация и перестановка углов последнего слоя. Более сложные наборы алгоритмов требуют запоминания большего количества различных последовательностей большей длины, которые, тем не менее, являются более эффективными решениями для каждого конкретного набора возможных перестановок элементов последнего слоя, выполняя ориентацию и перестановку как ребер, так и углов в меньшем количестве последовательностей (и общем количестве ходов), чем более короткие, но более повторяющиеся алгоритмы для начинающих. 6-цветный Мегаминкс имеет дополнительную сложность, которая не сразу очевидна (и не встречается в 12-цветной головоломке). Его реберные элементы встречаются визуально идентичными парами из-за дублирования цветов на противоположных гранях. Однако, несмотря на визуальную неразличимость, они математически связаны отношением четности. В любой допустимой позиции (достижимой из решенного состояния без разборки головоломки) всегда будет четное количество переставленных пар ребер. Однако, поскольку перестановки могут происходить между визуально идентичными ребрами, можно обнаружить, что, решив почти всю головоломку, остается пара переставленных (различных) ребер, которые, кажется, не поддаются обмену. Решение состоит в перестановке одной пары "одинаковых" ребер для устранения проблемы четности, а затем восстановлении остальной части головоломки. Это свойство отсутствует в 12-цветном Мегаминксе, поскольку все его ребра различимы, и сразу станет очевидно, что есть еще одна пара переставленных ребер, помимо той, с которой вы работаете. "Невозможные" перестановки 12-цветного Мегаминкса, вызывающие поведение, не соответствующее ожиданиям метода решения, являются результатом манипуляций, невозможных только путем вращения граней во время сборки или решения. Наиболее распространенным является "скручивание угла", часто неизбежный побочный эффект головоломок, предназначенных для допуска некоторой несовместимости грани при начале вращения соседней грани (так называемое "резание углов"). Более свободные допуски позволяют углу вращаться на месте, независимо от любой другой грани или угла, помещая головоломку в перестановку, которую нельзя решить только вращениями граней. Большинство других "невозможных" перестановок головоломки являются результатом неправильной сборки и предотвращаются путем повторной сборки головоломки в решенное состояние после разборки для очистки, обслуживания или регулировки.

Вариации

Сама головоломка Megaminx производится в нескольких вариациях многими различными производителями, большинство из которых также производят другие типы головоломок WCA и аналогичные вращающиеся головоломки. Среди наиболее распространенных областей вариаций в конструкции — размер и вес головоломки/деталей, специфические оттенки цветов граней, наличие и выраженность тактильных элементов, таких как гребни или углубления, для облегчения захвата и вращения, возможность и способ регулировки допуска и натяжения между деталями и, как это стало обычным для вращающихся головоломок этого типа, наличие и сила магнитов внутри деталей, которые помогают удерживать различные грани головоломки выровненными, чтобы уменьшить блокировки из-за частичного вращения нескольких граней. Цветовые вариации Megaminx распространены, настолько, что правила WCA для перемешивания Megaminx подробно описывают, как действовать, если ориентация по умолчанию (белая грань сверху, зеленая спереди) невозможна из-за замены или перестановки цветов. Популярная модификация для 12-цветных Megaminx — изменение цвета грани, противоположной белой, с серого (по умолчанию) на черный. Это тривиальная модификация для традиционных головоломок с наклейками, где детали имеют черный базовый цвет (достаточно просто удалить наклейки и, если для соревнований требуется наличие наклеек на каждой грани, заменить их на набор черных наклеек, вырезанных по размеру); для головоломок без наклеек, использующих пластик разных цветов, большинство производителей выпускают набор необходимых деталей из черного пластика, и головоломку можно частично разобрать, чтобы заменить детали любой грани. Это изменение цвета увеличивает контраст между этой гранью, которая обычно формирует последний нерешенный слой, и цветами соседних граней, что помогает в распознавании узоров и, следовательно, в правильном выборе алгоритмов для решения последнего слоя. Другие цветовые модификации встречаются реже, но пока каждая грань имеет визуально уникальный однородный цвет, головоломка считается легальной, поэтому решающие могут свободно переставлять цвета головоломки по своему усмотрению. Существует множество подобных 12-гранных головоломок с разным количеством слоев, в большинстве из которых «мега» в названии головоломки заменяется другим метрическим префиксом. Это Kilominx (2 слоя), Master Kilominx (4 слоя), Gigaminx (5 слоев), Elite Kilominx (6 слоев), Teraminx (7 слоев), 8×8 Kilominx (8 слоев), Petaminx (9 слоев), Examinx (11 слоев), Zettaminx (13 слоев), Yottaminx (15 слоев) и Atlasminx или Quettaminx (19 слоев). Самый высокий серийно выпускаемый вариант Megaminx — Zettaminx, выпущенный компанией ShengShou в 2021 году, а самый высокий вариант Megaminx, когда-либо созданный на сегодняшний день, — Minx of Madness, созданный Corenpuzzle с использованием 3D-печати. Minx of Madness был представлен в мае 2022 года. Он является двенадцатигранным эквивалентом кубика Рубика 21x21x21. «Звезда Александра» эквивалентна решению только ребер шестицветного Megaminx. Impossiball и Kilominx эквивалентны решению только углов Megaminx, но механически они очень отличаются. Impossiball доступен в шести или двенадцати цветах. Pyraminx Crystal — это модифицированный Megaminx с более глубокими плоскостями вращения. Тони Фишер создал модификацию формы Megaminx, придав ей кубическую форму, и назвал ее Hexaminx. Другой вариант — Holey Megaminx, который не имеет центральных деталей, как Void Cube. Он производится компанией Mèffert с июля 2009 года. Другие варианты включают Flowerminx, Megaminx Ball и Crazy Megaminx.

Количество комбинаций

У Мегаминкса 20 углов и 30 рёбер. На кубике Рубика можно поменять местами одну пару углов и одну пару рёбер, при этом остальная часть головоломки будет собрана. В этом примере перестановки углов и рёбер являются нечётными, но их сумма чётная. Такая ситуация невозможна на Мегаминксе. Для обоих типов элементов возможны только чётные перестановки, независимо от положения другого набора элементов. Существует 20!/2 способов расположить углы и 319 способов их ориентировать, так как ориентация последнего угла зависит от ориентации предыдущих. Есть 30!/2 способов расположить рёбра и 229 способов их перевернуть. Полное число комбинаций составляет 100 669 616 553 523 347 122 516 032 313 645 505 168 688 116 411 019 768 627 200 000 000 000 (примерно 101 унвигинтиллион в короткой шкале или 101 ундециллион в длинной шкале). Углы различимы на 6-цветном Мегаминксе, потому что два угла с одинаковым набором из трёх цветов будут зеркальными отражениями друг друга. Существует 15 пар идентичных рёбер. Невозможно поменять местами все 15 пар, так как это привело бы к нечётной перестановке рёбер, поэтому к предыдущему числу применяется поправочный коэффициент 214. Полное число составляет 6 144 385 775 971 883 979 645 753 925 393 402 415 081 061 792 664 780 800 000 000 000 (примерно 6,1 вигинтиллион в короткой шкале или 6,1 дециллиард в длинной шкале). Для вариаций большего размера (гигаминкс, тераминкс, петаминкс и т.д.) общее число комбинаций составляет , где соответственно для мегаминкса, гигаминкса, тераминкса, петаминкса и т.д. Количество комбинаций равно для гигаминкса, для тераминкса, для петаминкса, для экзамина, для зеттаминкса, для йоттаминкса и т.д.

5 лучших решений по олимпийскому среднему показателю 5 решений

Наименование Самое быстрое среднее время Соревнование Результаты Леандро Мартин Лопес 26.84с Nacionales Argentinas 2023 (25.22), 26.31, 26.55, 27.67, (28.15) Тристан Чуа Ён 26.92с Singapore Masters 2023 28.20, 25.69, 26.87, (25.21), (DNF) Зию Ву 26.96с Shenzhen Open 2023 27.13, (29.81), 25.71, (25.28), 28.04 Алексей Синявин 28.67с Westchester Weeknights 1 2023 (26.90), (30.05), 28.10, 29.25, 28.65 Николас Наинг 29.06с Pretzel Mania 2023 (31.00), (26.54), 28.47, 29.70, 29.00