Každý možný stav štandardnej Rubikovej kocky môže byť vyriešený v 20 krokoch alebo menej

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 09:38

Každý, kto vážne rieši Rubikovu kocku, používa nejaký algoritmus alebo postupnosť krokov, ktoré im pomôžu vyriešiť hádanku. Existuje veľa rôznych algoritmov, ktoré sa líšia v zložitosti a počte požadovaných ťahov, ale tie, ktoré je možné zapamätať a používať človekom, zvyčajne vyžadujú viac ako štyridsať ťahov. Ukázalo sa však, že toto číslo je trochu vysoké, pokiaľ ide o skutočné používanie najefektívnejšieho riešenia pre danú pozíciu na štandardnej kocke Rubika. To dokázali v júli 2010 Tomáš Rokicki, Herbert Kociemba, Morley Davidson a John Dethridge, ktorí využili výpočtový čas 35 rokov CPU, ktorý daroval spoločnosť Google, aby dokázali, že potrebuje maximálne 20 krokov na vyriešenie akúkoľvek pozíciu na štandardnej Rubikovej kocke.

Je zaujímavé, že výskumníci nevyriešili každú pozíciu svojim optimálnym riešením. Skôr, keď zistili, že jedna pozícia, ktorá určite potrebovala 20 krokov na riešenie najefektívnejším spôsobom, sa nesnažili vyriešiť ostatné pozície pre ich optimálne riešenie. Vyžadovali len to, aby sa vyriešilo v 20 krokoch alebo menej, aby sa ubezpečil, že je pod aktuálnou hornou hranicou. Pokiaľ by všetky ostatné pozície mohli byť vyriešené pod touto sumou, vedeli, že toto číslo musí byť hornou hranicou pohybov potrebných na vyriešenie akejkoľvek pozície na štandardnej kocke Rubika. Výhodou tohto spôsobu bolo, že drasticky znížil počet výpočtov potrebných na preukázanie, že žiadne miesto na štandardnej kocke Rubika nepotrebuje viac ako 20 krokov na vyriešenie.

* poznámka: Jeden "Rok CPU" sa zvyčajne označuje ako pracovný potenciál, ktorý môže urobiť jeden stroj Giga-FLOP za jeden rok. Pre tých, ktorí nie sú oboznámení, znamená "FLOP" len "operácie s pohyblivými bodmi za sekundu". Jeden stroj FLOP teda môže robiť jednu operáciu za sekundu. Jeden stroj Giga-FLOP, zvyčajne skrátený ako GFLOP, môže robiť jednu miliardu operácií za sekundu. Aby ste dokázali vyššie uvedené skutočnosti, výskumníci použili 35 rokoch CPU alebo okolo 1 103 760 000 000 000 000 operácií, čo, ako si všimnete, je menšia ako počet možných pozícií Rubikovej kocky. Viac informácií o tom, ako sa im podarilo znížiť problém tak drasticky, aby to bolo možné vykonať v takých "málo" operáciách.

Bonusové fakty:

• Štandardná Rubikova kocka má 26 kociek s vnútornými rozšíreniami, ktoré sa navzájom blokujú spolu s ostatnými kockami. Centrálna kocka každej zo šiestich strán je uzamknutá na jadrový mechanizmus v kocke a poskytuje základnú štruktúru pre ostatné kúsky.
• Najjednoduchší spôsob, ako "vyriešiť" Rubikovu kocku, je jednoducho rozobrať ju a znovu usporiadať kocky tak, aby sa vyriešili, keď sa spojí dohromady. Pohybovanie samolepiek funguje taktiež, ale nesie potenciál roztrhania samolepiek a zrejmé podvádzanie. 🙂
• Rubikova kocka bola vynájdená v roku 1974 maďarským profesorom architektúry Ernőom Rubikom. Pôvodne hral okolo a pripevnil niekoľko blokov spolu s gumičkou. V tomto pôvodnom systéme sa po viacerých zákrutách roztrhol gumový pás. Potom sa začal zaujímať o štrukturálny problém, ako pohybovať bloky nezávisle na ľubovoľnom počte zákrutov bez rozpadu kocky. Zaujímavé bolo, že v skutočnosti nemal v úmysle vytvoriť hádanku, keď to navrhol. Skôr sa zaujímal o riešenie štrukturálneho problému vytvárania samotnej kocky. Krátko po svojom vydaní v roku 1975 požiadal a dostal maďarský patent HU170062, kde sa prvýkrát predával jeho "kúzelná kocka".
• Hádanka bola licencovaná spoločnosťou Rubik na predaj spoločnosťou Ideal Toy Corp v roku 1980. Pretože Rubik nesplnil požiadavky na to, aby mohol podať medzinárodný patent v požadovanom časovom rozsahu, umožnil komukoľvek vyrábať a predávať jednu z týchto "kúzelných kocky "mimo Maďarska. Ak chcete pomôcť obísť tento problém trochu, Ideal Toy Corp zmenil názov na viac nezabudnuteľné a obchodovateľné "Rubikova kocka", skôr ako držať generické "Magic Cube" meno. Samotný Rubik bol nakoniec udelený patentom pre Rubikovu kocku v rôznych krajinách, napríklad v Spojených štátoch v roku 1983.
• Rubikova kocka bola tiež nezávisle vynájdená inžinierom Terutoshi Ishigim v Japonsku v roku 1976. Jeho kocka bola takmer presne ako Rubikova kocka dovnútra a vonku, aj keď o tom nič nevedel, vynašiel svoju kocku v rovnakom čase ako Rubik. Rubik je však započítaný ako vynálezca, pretože Ishigi nedostal svoj patent (v Japonsku) až asi rok po Rubiku v Maďarsku.
• Od januára 2009 bolo celosvetovo predaných 350 miliónov kociek.
• Speedcubing je prax snažiť sa riešiť Rubikovu kocku v čo najkratšom čase. Prvý majstrovstvá sveta, ktoré zorganizoval Guinnessova kniha svetových rekordov sa konala v Mníchove 13. marca 1981.
• Súčasný svetový rekord na 3 × 3 × 3 Rubikovej kocke určil Feliks Zemdegs, ktorý mal na Melbourne Winter Open 2011 najlepší čas 5,66 sekúnd.
• Ak ste urobili jednu otočku Rubikovej kocky tvár veľmi sekundy, trvalo by to 1,400 miliónov rokov, aby prešli všetky možné konfigurácie kocky.
• V roku 1981 manželka Frau Schmit z Düsseldorfu v Nemecku žalovala svojho manžela na rozvod, pričom uviedla Rubikovu kocku ako spolužiak. Povedala: "Gunder už viac nehovorí o mne a keď príde do postele, je príliš vyčerpaný hrať si so svojou kockou, aby mi dokonca dal aj maznanie."
• Najdrahšou Rubikovou kockou, ktorú kedy urobil, je "Master Cube", ktorú vytvoril Diamond Cutters International v roku 1995. Táto štandardná veľkosť, plne funkčná kocka má 22,5 karátov ametystu, 34 karátov rubínov a 34 karátov smaragdov, všetko v 18 karátoch zlato a stojí za odhad 1,5 milióna dolárov.