Rubiks terning

Rubiks terning i standard-udgave Play

Rubiks terning er en mekanisk pusle-opgave, som blev opfundet af den ungarske billedhugger og arkitektur-professor Ernő Rubik i 1974. Det skønnes, at der på verdensplan er solgt over 300 mio. eksemplarer af Rubiks terning eller efterligninger af den.

Historie

Rubiks terning nåede sin højeste popularitet i starten af 1980'erne, og det er stadig et populært legetøj. Mange lignende "puslerier" blev udgivet kort tid efter Rubiks terning, både af Rubik selv og af andre. De omfatter blandt andet Rubiks hævn, som er en 4 × 4 × 4 version af Rubiks terning. Der findes også 2 × 2 × 2 og 5 × 5 × 5 terninger (kendt som henholdsvis lommeterningen og professorens terning, Desuden er der gennem de sidste år, kommet nye terninger til i form af en 6 × 6 × 6 og en 7 × 7 × 7, disse er kaldet V-Cube 6 og V-Cube 7. Foruden puslespil med andre former, som f.eks. Pyraminx, der danner et tetraeder.

"Rubiks terning" er et varemærke, som tilhører Seven Towns Limited. Ernő Rubik har det ungarske patent nr. HU170062 for mekanismen, men undlod at tage internationalt patent.

Beskrivelse

En Rubiks terning er en terning af plastik, hvis overflade er opdelt, så hver side består af ni kvadrater. Hver side kan roteres, så det giver indtryk af, at en hel skive af klodsen drejer sig. Derved opstår efterhånden den illusion, at den store terning består af 27 mindre terninger (3 × 3 × 3). I ordnet tilstand har hver side af terningen sin egen farve, men rotationen af siderne tillader de mindre terninger at være ordnet på mange forskellige måder.

Udfordringen består i at bringe terningen tilbage fra en givet orden til dens oprindelige orden, hvor hver side har samme farve.

Opbygning

En standard-terning har en kantlængde på ca. 5,4 cm. Når "puslespillet" betragtes fra overfladen, ser det ud til at udgøres af 26 individuelle miniature-terninger. Imidlertid er den midterste "terning" på hver side kun en enkelt kvadratisk overflade, som er fastgjort til den indre mekanisme. Denne danner en struktur, som de øvrige stykker passer ind i og roterer omkring. Der er derfor 21 dele:

• En enkelt indre del med tre gennemgående aksler, som holder de seks centrale kvadrater på plads, men som tillader dem at rotere
• 20 mindre plastikdele, som passer ind i den, så den store terning dannes.

Terningen kan uden særlige problemer skilles ad, typisk ved at man presser et hjørne væk fra den centrale del, indtil det frigøres. Det er naturligvis enkelt at "løse" en terning på denne måde ved at samle den igen med den rigtige placering af delene, men det er jo ikke udfordringen.

Terningen har 12 kant-stykker, som hver har to farver, og 8 hjørne-stykker med hver tre farver. Hvert stykke har sin egen farvekombination, men ikke alle kombinationer af farver forekommer. Der vil f.eks. ikke være noget kantstykke med farverne hvid og gul, hvis de to farver findes på modstående sider af den færdige terning. Den relative placering af disse del-terninger kan ændres ved at man drejer en ydre tredjedel af terningen henholdsvis 90, 180 eller 270 grader. Derimod kan placeringen af de farvede sider i forhold til deres placering på den ordnede terning ikke ændres, fordi den er fastlagt af de relative stillinger af de centrale felter og fordelingen af farvekombinationerne i kant- og hjørnestykker. På de sidst fabrikerede terninger er sidernes farver fordelt således: Rød over for orange, gul over for hvid og grøn over for blå. Men der findes terninger med andre farveskemaer. Disse har gul over for grøn og blå over for hvid (mens rød stadig er over for orange).

Løsninger

Uafhængigt af hinanden er der fremkommet talrige generelle løsninger til Rubiks terning. En populær metode er at løse den "lag for lag", således at én side ordnes først, fulgt af den underliggende række, den midterste række og til sidst siden i bunden. Løsningerne udgør typisk en sekvens af handlinger. En sådan sekvens er en rækkefølge af terning-drejninger, som medfører et veldefineret resultat. Eksempelvis tillader en bestemt sekvens at ændre placeringen af tre hjørnestykker uden at berøre de øvrige stykkers placering. Sekvenserne gennemføres i en passende rækkefølge for at nå frem til terningens løsning. Komplette løsningsbeskrivelser kan findes på internettet, og ved deres hjælp kan man almindeligvis ordne en terning på under 5 minutter. Der er imidlertid forsket ganske meget i at finde optimale løsninger til Rubiks terning.

Patrick Bossert, der dengang var en 12-årig engelsk skoleelev, udgav sin egen løsning i en bog med den engelske titel You Can Do the Cube (ISBN 0-14-031483-0). Bogen er solgt i mere end 1,5 millioner eksemplarer over hele verden og lå på førstepladsen i bestseller-listerne for 1981 i aviserne The Times og New York Times.

Rubiks terning kan fremvise i alt (8! × 3⁸⁻¹) × (12! × 2¹²⁻¹)/2 = 43.252.003.274.489.856.000 forskellige ordninger (~4.3 × 10¹⁹), men den annonceres til at have "milliarder" af kombinationsmuligheder, formentlig på grund af vanskeligheden ved at fatte størrelsen af det rigtige tal. Til trods for disse utroligt mange stillinger kan enhver terning løses med højst 20 drejninger. Dette er bevist ved med intensiv computerkraft at afprøve samtlige kombinationer.

Fridrich

Den mest benyttede metode til at løse Rubik's Cube med, er den såkaldte CFOP-metode (også kaldet Fridrich-metoden), der blev kendt på internettet igennem Jessica Fridrich , og deraf opstod navnet på metoden. Metoden består af 4 overordnede skridt, der alle kan deles ind i mindre eller kombineres så flere skridt laves på én gang. CFOP er forbogstaverne i navnene på de forskellige skridt. De fire skridt hedder i kronologisk rækkefølge: Cross, F2L, OLL og PLL. Forkortelserne beskrives i de tilhørende afsnit.

Med denne metode er det muligt at løse Rubik's Cube på under 20 sek. Gennemsnitligt bruges, af en god cuber, 56 træk.

Cross (C)

Cross: Kryds i toppen af en Rubik's Cube

Første skridt går ud på at lave et kryds i, som regel, bunden eller toppen. Oftest bruges hvid/gul som bund-/topfarve – det er dog selvfølgelig valgfrit. På en normal 3x3x3 terning er midterfelterne altid faste. Når krydset laves, betyder det, at midterfeltet skal have fire tilstødende cubies, der alle har samme farve som midterfeltet. Desuden skal de også passe med midterfelterne på siderne (se billedet).

Dette skridt er det korteste og kan i gennemsnit gøres i 7 træk og tager for de bedste ca. 1 sekund.

First Two Layers (F2L)

F2L: Første to nederste lag løst

Andet skridt går ud på at lave de to nederste lag samtidig! Dette gøres som regel i fire skridt – et for hvert hjørne. Hjørnebrikken og kantbrikken sættes sammen og placeres derefter i det respektive hjørne, eller de sættes sammen og placeres i en omgang.

Dette skridt er det længste og der findes et hav af forskellige metoder til at sætte dem på plads. Begyndere vil som regel sætte hjørnet på plads (altså lave første lag), og derefter sætte kantbrikkerne på plads (andet lag). De mere rutinerede cubere sætter dem i samtidig, men tager også brug af tomme plads ("empty slots").

Dette skridt er det længst og tager gennemsnitligt 4x7 træk lavet på ca. 4x2 sekunder. Det er dette træk der skal arbejdes mest på, hvis man vil være en hurtig cuber.

Orient Last Layer (OLL)

OLL: To nederste lag løst og sidste rigtig orienteret

Tredje skridt går ud på at orientere brikkerne i det sidste lag. Man skal altså have den samme farve på den sidste side. Der findes ca. 41 forskellige algoritmer til dette skridt. Dog kan de forskellige situationer spejles eller drejes, så der på den måde opstår flere forskellige.

Dette skridt kan deles ind i mindre dele, ved fx at lave et kryds svarende til det i bunden. Det kan laves med en enkelt algoritme, der er 6 træk lang. Derefter er det kun hjørneblikkerne der mangler. De kan løses med 6 forskellige algortimer. Til dette skridt bruges i gennemsnit 9 træk og det tager ca. 3 sek.

Permute Last Layer (PLL)

(PLL:) Løst terning

Fjerde og sidste skridt. Her placeres brikkerne rigtigt uden, at de bliver vendt. Der skal bruges 21 algoritmer til dette skridt, hvis man tæller spejlinger med.

Dette skridt kan i gennemsnit laves med 12 træk, og bliver af de bedste udført på ca. 1 sekund.

Rekorder

Der har været afholdt mange konkurrencer for at afgøre, hvem der kunne ordne Rubiks terning på kortest tid. Det første verdensmesterskab afholdtes 5. juni 1982 i Budapest og blev vundet af Minh Thai, en vietnamesisk student fra Los Angeles i tiden 22,95 sekunder. Det første Danmarksmesterskab i Rubiks terning blev afholdt af Kubologisk Sportsforening i 1981. Ved Danmarksmesterskabet i 1981 lå de bedste gennemsnitstider lige under 40 sekunder.

Danske Jess Bonde var den første til officielt at slå Minh Thais rekord ved et mesterskab. Det skete med en tid på 16,53 sekunder i semifinalen ved verdensmesterskaberne i Toronto 2003. Jess Bondes rekord er at finde i 2005-udgaven af Guinness Rekordbog.

Den officielle verdensmester er Michał Pleskowicz med gennemsnitstiden 8,65 sekunder, opnået i 2011 ved verdensmesterskaberne, afholdt i Bangkok, Thailand, der foregik i tidsrummet 14-16 oktober 2011.

Den officielle verdensrekord ligger på 5,55 sekunder (sat ved Zonhoven Open 2013). Rekordindehaveren er den hollandske Mats Valk. Den officielle verdensrekord for bedste gennemsnitstid lyder på 6,54 sekunder og er sat af Feliks Zemdegs fra Australien, der desuden også har verdensrekorden for bedste gennemsnitstid på 5x5x5 terningen. .

I Danmark har den 17-årige Lasse Mørch d. 28/5-2006 lavet den på 1 minut og 8 sekunder og dette er godkendt af Børnenes Rekordbog i Danmark. Ved sammenligning med DM 81 bemærker man at deltagerne under DM typisk var yngre og havde bedre tider end det i Børnenes Rekordbog anførte.

Den nuværende danske rekord tilhører Thomas Schmidt som ved Danish Open 2014 i Jelling løste kuben på 7,79 sekunder ifølge World Cube Association (Den internationale forening, afholder af verdensmesterskaber og bogfører af officielle rekorder), Ved officielle konkurrencer er det 'average of five' som man konkurrerer i. Der beregnes resultatet som middelværdien af det tre mellemste resultater efter fem løsninger. Den danske rekord har Oscar Roth Andersen med en tid på 10,88 sekunder sat ved "Spanish Championship 2013", hvor han også opnåede en singleløsning på 8,59 sekunder som da også var dansk rekord.

Henvisninger

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til Rubiks terning

Eksterne henvisninger

• Dansk Rubiks løsning med animationseksempler
• Dansk Speedcubing site
• Rubiks terning
• Løsning (dansk)
• Løsning og algoritmer (engelsk)
• Scientist Solves Rubik's Cube In 26 Moves