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四階魔術方塊

4x4x4(中文:四階魔術方塊;英文:Rubik's Revenge),發明人為彼得·塞波斯坦尼(Peter Sebesteny)。

序言(Introduction)

四階魔術方塊起初以發明人的名字來稱呼,稱作為「Sebesteny Cube」,直到生產前才改名為「Rubik's Revenge」,名字上意指報仇,所賦予的涵義是「由於3X3X3被大家破解殆盡,所以4X4X4要面世來替它報仇。」,以吸引更多魔術方塊的愛好者。

和三階魔術方塊不同的是,四階魔術方塊沒有每面不動的中心塊,中心塊會自由移動到不同的位置,所以四階魔術方塊的復原方法與眾不同,要先復原中心塊和成對的邊塊,在形成一個大號的三階魔術方塊之後,再用三階魔術方塊的方法來復原。

後來,一家位於台灣的魔術方塊製造商:東賢(East Sheen),發明了一種不同於往的復原方法:是先用三階魔術方塊的方法復原邊塊和角塊,最後再復原中心塊。

排列(Permutations)

四階魔術方塊總共有8個角塊,24個邊塊和24個中心塊。

8個角塊的變化和二階魔術方塊相同:
任何一個角塊的變化都有可能,亦包含奇特的變化,所以有8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 40,320種變化;7個角塊能被獨立旋轉,而第8個角塊的方向取決於其他7個角塊,所以有37種變化。總共有40,320×37種變化。

每種顏色的四個中心塊可以不區別位置,所以總共有24!/(4!6)種變化狀態。

24個邊塊不能進行隨意換位,而每一組顏色相同的兩塊邊塊是有區別的,因為邊塊關係到兩個面的顏色。所以邊塊的變化總數總共有24!種。

由於在空間變化中狀態相同而顏色不同的狀態會被重複計算,所以真正的狀態數還應該除以24。

所以四階魔術方塊的總狀態數為

4x4x4總共有8個角塊、24個邊塊(2x12=24)、24個中心塊(4x6=24)。

4x4x4總變化數為

即7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000種排列的情況。

世界紀錄(Records)

 

單次最快    平均最快
No.1 Matyas Kuti 46.63秒 匈牙利人   No.1 Erik Akkersdijk 54.71秒 荷蘭人
No.2 Marc van Beest 48.28秒 荷蘭人   No.2 Matyas Kuti 58.15秒 匈牙利人
No.3 Erik Akkersdijk 48.43秒 荷蘭人   No.3 Ron van Bruchem 59.06秒 荷蘭人

復原方法(Solutions)

最普遍的復原方法:先將顏色相同的四個中心塊歸位,並依照正確的顏色順序去排列。因為四階魔術方塊沒有固定的中心塊,所以要注意中心塊的顏色順序。

之後再進行邊塊的兩兩配對,當這步完成時候,就成了一個大號的三階魔術方塊。最後按照三階魔術方塊的方法復原。

在完成復原的時候,可能會出現一對邊塊的顏色反向的情況,這是由於四階魔術方塊的特性造成的。

4x4x4為偶數立方體,中心並不是固定的(No Fixed),所以在拼中心的時候,必須注意各顏色的相對位置。

4x4x4流程

4x4x4,一般分為三個步驟: