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问世50年 小魔方有大学问(人民日报2024年12月20日13版)

2024-12-280人民日报品宣部

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李增伟

魔方的官方名称是“鲁毕克方块”,它源于一位匈牙利人的创造与探索。问世50年来,魔方的全球销量约5亿个,且仍在不断增长。小小魔方究竟有何魔力,让全世界的人们爱不释手呢?

1974年,为了帮助学生建立对立体概念的实感认识,匈牙利布达佩斯工艺美术学院讲师鲁毕克组装了一个由26个木制方块组成、6面涂有不同颜色的立方体,这就是魔方的原型。起初,鲁毕克以为魔方具有不可复原性,一旦把立方体的色块打乱,就无法恢复如初。但经过一个月的尝试,他成功使所有颜色相同的小立方体重新处于同一面,最终证明了魔方是可复原的。在1979年举行的纽伦堡玩具展上,魔方第一次走进公众视野。1980年,魔方开始销往全球,并很快成为最受欢迎的玩具之一。

在千变万化中反复探索、掌握规律、解决难题,使人们从魔方中获得许多乐趣。根据数学家的计算,一个最普通的三阶魔方,有超过4325亿亿种组合状态。很多魔方爱好者通过识别模式,运用记忆的口诀来解魔方。他们痴迷于在无数可能性中寻找不同解法,追求用更好的方法、更短的时间将其还原。从三阶魔方到现在各种各样的变体,如四阶、五阶甚至多层以及特殊形状的魔方,复原魔方难度的增加给人们带来更多的乐趣和挑战。在各种魔方竞技比赛上,人们不断挑战恢复各种魔方的时间极限,追求速度的同时也寻求更优化的算法,力图将“解决问题”的艺术发挥到极致。

小魔方有大学问。科学家揭示魔方背后更加普适的规律,通过进一步提炼和推广,应用于更加复杂的场景。例如,数学家发现,每个标准的三阶魔方无论如何组合,从任何一个未知处开始,都能在20步内将其复原。在物理学家看来,魔方是研究量子力学、晶体学等现代科学的优质教具,有助于将抽象理论可视化。学校和教育机构使用魔方教授数学、物理和计算机科学等,培养学生空间感知、逻辑推理等能力。材料学家还从魔方的结构找到灵感,创制出常规合成路径无法实现的材料。步入人工智能时代,全自动的机械手几秒内就能成功还原一个被打乱的魔方,整个过程集视觉监测、算法、决策、驱动等多种功能于一体,有助于探索更丰富的智能应用场景与体验。

魔方经久不衰,解谜带来的乐趣或许是关键。鲁毕克曾将“谜”喻为创新的基石,认为“谜”有助于挖掘每个人身上的重要特质——专注、好奇、顽皮以及迫切找到解决办法的心情。正如鲁毕克所说:“只要你拥有好奇心,就会发现身边的谜;只要你拥有决心,就能解开它们。”没有困难可以阻挡人类创新的脚步。孜孜求索、勇于创新,人们将继续在未知世界勇往直前。

《 人民日报 》( 2024年12月20日 13 版)

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