Rubikova kostka

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Rubikova kostka
Rubik's cube.svg
Počet hráčů: 1
Doporučený věk: 8 a více
Rok vydání: 1978
Autor: Ernő Rubik

Rubikova kostka je mechanický hlavolam, který se stal hitem na přelomu 70. a 80. let 20. století, kdy byl vyráběn v milionových sériích a stal se nejprodávanějším produktem na Zemi.[1] Vynalezl ji maďarský sochař a architekt Ernő Rubik 19. května 1974.

Vzhled a složení kostky[editovat | editovat zdroj]

Nejběžnější typ kostky 3×3×3 má tři vrstvy a je složená z 26 menších kostiček - 8 rohů (corners), 12 hran (edges), 6 středů (centres) - a jádra. Ty se od sebe liší počtem barevných nálepek na nich umístěných. Na rohu jsou tři, na hraně dvě a střed má pouze jednu. Celá soustava je propojena pohyblivým mechanismem, který umožňuje libovolnou vrstvu pootočit o násobek 90°. Středy jsou jako jediné z částí nepohyblivé (tzn. zaujímají vůči sobě stále stejnou polohu). Barva středu tím pádem i určuje, jaká má být výsledná barva celé stěny tento střed obsahující. Ve složeném tvaru má každá stěna velké kostky jednu barvu. Úkolem je poskládat kostku, jejíž části byly náhodnými pootočeními promíchány, zpět do složeného tvaru. Celkový počet kombinací je 43 252 003 274 489 856 000 pro kostku 3×3×3.

Varianty hlavolamu[editovat | editovat zdroj]

Na trhu jsou kromě původní varianty kostky také k dostání verze 2×2×2, 4×4×4, 5×5×5, 6x6x6 a 7×7×7. Existuje také celá další řada hlavolamů aplikujících princip Rubikovy kostky na jiné tvary než krychle. Jsou to např. hlavolamy Megaminx, Pyraminx, Square-1 a mnoho dalších. Existují také tzv. siamské kostky vzniklé spojením více klasických kostek nebo kostky kvádrových tvarů.

Řešení[editovat | editovat zdroj]

Rubikovu kostku lze řešit mnoha způsoby. Existuje mnoho systematických metod, díky kterým může kostku vyřešit kdokoliv. Liší se především průměrným počtem tahů potřebných na složení, principem a množstvím různých algoritmů, které je potřeba si zapamatovat. Nejznámější metoda spočívá ve skládání jedné vrstvy po druhé (Beginner layer by layer). Další známé a používané metody (vynalezené pro speedcubing) jsou např. tzv. CFOP (Jessica Fridrich's method), Lars Petrus method, Zborovski-Bruchem method či corners first.

V červenci 2010 bylo hrubou výpočetní silou (s různými optimalizacemi) dokázáno, že jakoukoliv kombinaci lze vyřešit do 20 tahů.[2]

Speedcubing[editovat | editovat zdroj]

Speedcubing – skládání kostky jednou rukou.

Pojem speedcubing označuje systém soutěžení ve skládání Rubikovy kostky a příbuzných hlavolamů. Jak název napovídá, jde především o soutěže v co nejrychlejším složení (při soutěžích se započítává průměr z pěti složení, přičemž nejlepší a nejhorší výkon se škrtá). Další variantou je soutěžení ve složení v co nejméně tazích. Mezi hlavní disciplíny patří kostky 2×2×2, 3×3×3, 4×4×4 a 5×5×5. Běžné časy v Rubikově kostce klesají pod 20 s. Rozšířením kostky na 4×4×4 počet nutných tahů rychle stoupá a s ním i časy. Populární je též soutěžení ve skládání poslepu. V takovém skládání se čas spouští v momentě, kdy si soutěžící začne kostku prohlížet. V normálních soutěžích má vždy přidělen čas 15 sekund na prohlédnutí kostky před začátkem skládání. Závodí se i ve složení co největšího počtu, které soutěžící poslepu složí. Současný oficiální světový rekord je ze 41 kostek úspěšné složení všech za 54min 14s a drží ho Polák Marcin Kowalczyk. Dalšími disciplínami pak jsou ještě např. skládání jen jednou rukou či nohama.

Současné oficiální světové rekordy ve složení jedné kostky (3.června 2014): [3]

Typ Čas (min:s) Držitel rekordu
2×2×2 0:00,58 Rami Sbahi
3×3×3 0:04,90 Lucas Etter
4×4×4 0:21,54 Feliks Zemdegs
5×5×5 0:46,97 Feliks Zemdegs
6×6×6 1:40,86 Kevin Hays
7×7×7 2:39,41 Lin Chen
2×2×2 průměr 0:01,51 Lucas Etter
3×3×3 průměr 0:06,54 Feliks Zemdegs
4×4×4 průměr 0:24,33 Sebastian Weyer
5×5×5 průměr 0:50,15 Feliks Zemdegs
6×6×6 průměr 1:51,30 Kevin Hays
7×7×7 průměr 2:52,09 Feliks Zemdegs
3×3×3 jednou rukou 0:06,88 Feliks Zemdegs
3×3×3 jednou rukou průměr 0:10,87 Antoine Cantin
3×3×3 nohama 0:20,57 Jakub Kipa
3×3×3 nohama průměr 0:28,41 Gabriel Pereira Campanha
3×3×3 poslepu 0:21,05 Kaijun Lin
4×4×4 poslepu 2:30,47 Oliver Frost
5×5×5 poslepu 6:06,41 Marcell Endrey
nejméně tahů 19 Tim Wong

Metody skládání ve speedcubingu[editovat | editovat zdroj]

Nejznámější klasické metody skládání kostky nejsou pro speedcubing příliš vhodné, protože na složení je potřeba poměrně vysoký počet tahů. Byly proto vynalezeny jiné metody, které počet tahů redukují a tím i složení zrychlují. Dalším důležitým faktorem je, aby potřebné tahy byly na kostce rychle vidět a omezil se tak čas potřebný na promyšlení dalšího kroku.

Naprostá většina metod se snaží určitým způsobem složit první dvě vrstvy kostky. Složením třetí vrstvy se od sebe metody už poté neliší. Výjimku v tomto případě tvoří např. metoda corners first („nejdříve rohy“) nebo tzv. roux method.

Nejpoužívanější metody:

  • CFOP (Jessica Fridrich's method) - spočívá ve vytvoření tzv. kříže (čtyři správně umístěné a natočené hrany jedné vrstvy) a poté společným umisťováním jak rohu této vrstvy, tak jemu příslušné hrany ze střední vrstvy. Tímto způsobem se složí první dvě řady. Poslední patro se skládá zpravidla dvěma kroky, orientováním poslední vrstvy (na straně je jedna barva, kostky jsou proházeny) a následným proházením, čímž se složí zbytek kostky. Tato metoda je v současné době mezi speedcubery nejpoužívanější.
  • Zborowski-Bruchem method (ZB method) - obdoba Fridrich's, kde se ovšem při umístění posledního rohu a hrany prvních dvou vrstev správně natočí hrany poslední vrstvy. Ale metoda je velmi těžká na učení, na zvládnutí celé metody je potřeba zapamatovat si téměř 800 různých algoritmů.
  • Zbigniew Zborowski method (ZZ method) - v první fázi se všechny hrany správně orientují a vytvoří se na spodní straně linie, na zbytek složení stačí pohyby pravé, levé a vrchní strany. Druhý krok je stejný jako u metody Fridrichové, ovšem na konci se může různit podle spousty alternativ pro poslední patro.
  • Lars Petrus method - spočívá ve vytvoření tzv. pracovního rohu (bloku 2×2×2), který se v dalším kroku rozšíří na 2×3×2, poté se zorientují zbylé hrany a následně se rozšíří na 3×3×2 (tzn. dosložení do prvních dvou vrstev). Výhodou této metody je, že ze všech zmíněných potřebuje na složení nejméně tahů. Je u ní ovšem větší problém kroky vidět dopředu a neztrácet tolik času prohlížením kostky a plánováním dalšího kroku. Metoda se používá i v soutěžích, kde je cílem složit kostku v co nejméně tazích.
  • Corners first (Ortega) - nejdříve se složí všech 8 rohů, poté hrany nejprv v jedné vrstvě, pak v protější a nakonec se jedním algoritmem umístí a zároveň správně otočí hrany ve vrstvě střední. Na rozdíl od výše zmíněných tedy nepostupuje přes složení dvou řad.
  • Roux - metoda založená na tzv. "blockbuildingu" - v prvním kroku se libovolným způsobem vytvoří blok 1x2x3 obvykle na levé straně kostky, ve druhém kroku je pak třeba vytvořit stejný blok na protější straně (při zachování prvního bloku). Následuje orientace a permutace rohů horní vrstvy pomocí naučených algoritmů. Poslední krok ve kterém se skládá zbylých 6 hran je rozdělen do tří částí (orientace hran, složení 2 bočních hran, permutace posledních 4 hran) - tento krok je velmi těžký na pochopení, ale za to velmi efektní (používají se pouze tahy horní a prostřední vrstvou). Tato metoda vyžaduje méně tahů na jedno složení než ostatní metody, nicméně vyžaduje hodně přemýšlení dopředu, což její celkovou rychlost snižuje.

K opravdu rychlému složení je třeba se naučit velké množství (78 pro metodu Fridrichové, která je mezi speedcubery nejvíce oblíbená a uznávána; 42 pro metodu Roux) různých algoritmů (kde každý má v průměru cca 10 tahů), zejména pro složení poslední vrstvy. Všech algoritmů potřebných pro složení poslední vrstvy v jednom kroku je 1211. To je vzhledem k možnostem lidské paměti příliš velké číslo, a tak se na špičkové úrovni poslední vrstva řeší ve dvou krocích (v metodách, kde už jsou hrany horní vrstvy správně natočeny z kroků předtím jen jedním krokem). Ke skutečně prvotřídním časům je potřeba i velká dávka motorického nadání pro provádění správných kroků ve vysoké rychlosti.

Pro rychlé skládání poslepu se používají úplně jiné metody, ve kterých se používají algoritmy přemísťující jen několik málo kostek na správná místa. Důležitým prvkem pro rychlé skládání poslepu je především schopnost rychle si zapamatovat počáteční rozložení kostky.

V populární kultuře[editovat | editovat zdroj]

Velká rubikova kostka v kampusu University of Michigan
Ukázka rubikova kubismu – Pete Fecteau: Dream Big

Rubikova kostka se objevila v mnoha filmech (Brick, Armageddon, Nói the Albino, Chameleon Street, The Pursuit of Happyness, Dude, Where's My Car?, WALL-E, Let the Right One In, Let Me In, My Name is Khan, 3 Idiots, There's Something About Mary, Karthik Calling Karthik, Holiday: A Soldier Is Never Off Duty) a seriálech (The Carrie Diaries, Doctor Who, Everybody Hates Chris, The Fresh Prince of Bel-Air, Seinfeld, The Simpsons), typicky v kontextu spojujícím inteligenci určité postavy s její schopností kostku rychle složit; respektive frustrací z neschopnosti ji složit (UHF, Being John Malkovich, The Wedding Singer, And The Band Played On, Hellboy).

Existuje i tzv. „Rubikův kubismus“ spočívající ve skládání velkého obrazu z rastru rubikových kostek.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Související články[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Amazing Facts to Blow Your Mind Pt. 2
  2. God's Number is 20: http://www.cube20.org/
  3. http://www.worldcubeassociation.org/

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]