金字塔魔方

金字塔魔方Pyraminx),是一种正四面体魔方。是由德国科学家麦菲特教授(Uwe Meffert)于1981年发明,是继鲁比克·艾尔诺获得三阶魔术方块专利之后获得专利并生产制造的一种魔术方块。1981年由日本的Tomy Toys(当时世界第三大的玩具公司)推出。[1]

金字塔魔方
从中间旋转的金字塔魔方
打乱的金字塔魔方
打乱的四阶金字塔魔术方块

金字塔魔方拥有独特的弹珠结构设计,在转动时会产生弹珠碰撞的声音,使得操作时有种独特的弹性感。这种设计提供了它极佳的容错率和流畅的转动感。在魔方领域中,金字塔魔方的难度相对较低,非常适合初学者学习和操作,并且其能够扭转出一些非常美观的造型。

市面上常见的金字塔魔方主要是三层结构的版本。除此之外,还有如四层结构的金字塔魔方等许多变体存在。[2][3]

结构

三阶金字塔魔方的角块共有8个、其中4个为内角块、另外4个为外角块,边块有6个。

变化数

任何轴向上的扭转都独立于其他三层,就像顶块的状况那样。六个边块共有(6!)/2种变化状态且有25种翻转方式,此处已计算同块翻转的状态。将其乘以轴向块的38倍,得到75,582,720个可能的变化状态。若扣除顶块不影响其他部分的旋转则其变化数可降到933,120种可能的变化状态。若设置了轴向块则能让变化数降到11,520种,因此要解金字塔魔方并不困难。

最佳解

解三阶金字塔魔方之最佳解所需要的最大步骤数为11步。三阶金字塔魔方共有933,120种变化状态(不考虑顶块不影响其他部分的旋转),这个数字足够小,可以让计算机搜索最佳解决方案。下表总结了这种搜索的结果,表中列出了要n次旋转才能求解三阶金字塔魔方的变化数p:[4]

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
p 1 8 48 288 1728 9896 51808 220111 480467 166276 2457 32

参考文献

  1. ^ Puzzles, Pyraminx, Twisting puzzles, Kokonotsu-Super-Sudoku, Megaminx, 5x5x5 cube. [2022-08-08]. (原始内容存档于2021-11-27). 
  2. ^ Full List of Puzzles. gandreas software. [2016-12-31]. (原始内容存档于2016-04-28). 
  3. ^ Notes on Twisty Puzzles. Michael Gottlieb. [2016-12-31]. (原始内容存档于2022-12-07). 
  4. ^ Pyraminx页面存档备份,存于互联网档案馆) - Jaap's Puzzle Page

外部链接