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四阶魔方

四阶魔方的英文官方名字是Rubik's Revenge,直译过来是“魔方的复仇”,由56个方块组成,其中包括中心块24个,棱块24个,角块8个。

经验文章 概述

四阶魔方的英文官方名字是Rubik's Revenge,直译过来是“魔方的复仇”,由56个方块组成,其中包括中心块24个,棱块24个,角块8个。共有7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000种变化,即约7.401*10^15种。四阶魔方一般采用降阶法还原。

基本信息

中文名称

四阶魔方

外文名称

Rubik's Revenge

直译

魔方的复仇

构成

56个方块

分类

四阶魔方相对于三阶来说就要复杂的多,它的构成分为两类。

作为竞速运动来说第二种构成的四阶魔方运动速度快,不易在高速转动中卡住。官方版本大概边长为6.7厘米,台湾东贤版本(第二类)

四阶魔方

四阶魔方为6厘米。 四阶魔方被认为是2-5阶魔方中最不好复原的,虽然5阶魔方的变化种类比4阶多,但是4阶魔方的中心块并不固定,也就不能用一般的方法进行复原。

外型结构

四阶魔方总共有8个角块,24个边块和24个中心块。其角块的变幻状态和二阶魔方相同,所以总共有8!×3^7种变化状态。每种颜色的四个中心块可以不区别位置,所以总共有24!/(4!^6)种变化状态。24个边块不能进行随意换位,而每一组颜色相同的两块边块是有区别的,因为边块关系到两个面的颜色。所以边块的变化总数总共有24!种。由于在空间变幻中状态相同而颜色不同的状态会被重复计算,所以真正的状态数还应该除以24。所以四阶魔方的总状态数为7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000种变化。

机械结构

四阶魔方相对于三阶来说就要复杂的多,它的构成分为两类,一类中心是一个球体,每个周边的小块连接着中心球的滑轨,在运动时候会沿着用力方向在滑轨上滑动。第二类是以轴为核心的四阶魔方,这类魔方的构成非常复杂,除了中心球和周边块外还有很多附加件。

还原方法之一:降阶法

关于四阶魔方的玩法,用的较多的方法是降阶法。关于降阶法,简单解释就是把高阶魔方设法降解成低阶魔方的模型,再利用低阶魔方的解法来完成。目前魔方界对高阶魔方的解法使用降阶法的较多。

第一步

还原中心块,共6面,每个面中心有4块,6个面总计24块。

第二步

合并每一条棱,共12条棱,每个棱由2块组成,总计24块。

第三步

完成6个中心块以及12个棱以后,此时4x4x4已经降阶成3X3X3的型态, 再按照3X3X3的方式复原就可以完成4x4x4

第四步

特殊情况校正,当出现三阶魔方不可能出现的情况,这就是四阶魔方的特殊情况,要单独翻转一边棱,或是只有两个角不对或是只交换一对棱边或者奇数次棱边的情况,要用特殊公式。

还原方法之二:层先法

四阶模方的还原也可以用层先法。四阶层先法是不断的变换使用三阶层先法的公式来进行还原的。详细图解和方法见百度文库中的《层先法还原四阶魔方》

第一步

复原底面:方法同三阶;先复原一个中心四块面;之后对好边棱,最好的方法是从魔方的侧面把边棱对好,然后放在已经复原的中心面旁。再次是对好四个边,方法是把他们放在顶面,对好后下底,这样有规律,且不会造成混乱。注意他们的顺序噢!最后是对好白色的

第二步

复原第二层:这一步中先复原翼,再复原。这里是变通地使用三阶魔方第二层棱块的复原公式。

2.1复原第二层的

公式2-1:URU'R'U'F'UF

公式2-1':U'F'UFURU'R'

这个公式与三阶的复原第二层棱块公式完全一样。如果目标块不在顶层,那它一定在第三层,只要将目标块转到FR棱的第三层处,做公式2-1即可将其转到顶层。

2.2 复原第二层的

公式2-2:Ru'R'U'f'Uf

公式2-2':Ru'R'U'f'Uf

这个公式与三阶的复原第二层棱块公式类似,不同之处是有一部分转动了中间层。

如果目标块不在顶层,那它一定在第三层,转动第三层,只要将目标块转到F面近R面处,做公式2-2即可将目标块转到顶层(或转动第三层,将目标块放到R面近F面处,做公式2-2')。

至此,下面两层全部完成。

第三步

复原第三、四层:这里是先用换角公式复原顶层,之后用换棱公式复原顶层,再用换棱公式复原第三层,最后变化使用换棱公式复原剩下的块。

3.1复原顶层块位置

公式3-1:R' L U L' U' R U L U' L'

公式3-1':L R' U' R UL' U' R' U R

若有两个相邻块位置正确。将正确的两个块放在右手,做公式3-1。

有两个不相邻块位置正确。直接做公式3-1或公式3-1',便可以得到第2种情况

这与三阶魔方第六步一致。考虑到后续公式的一致性,这里介绍一个新公式,其实这个公式完全可以替代三阶换棱公式(R2 D2 R' U' R D2 R'U R')。它的变换形式可以一直用到本方法最后一步。

3.2复原顶层块方向

公式3-2:R' U' R U' R' U2 R

公式3-2':R U R' U R U2 R'

这与三阶魔方第五步顶面全部翻正的小鱼公式完全一样。从三阶魔方考虑,是很容易理解的。

3.3复原三、四层的

公式3-3:R' LuL'u' R uLu'L'

公式3-3':L R'u'Ru L' u'R'uR

这个公式与3-1极为相似只有U大写改为小写。

由于有十二个需要替换,建议先复原顶层的八个。找第三层含有顶面颜色(黄色)的,将黄色面放在右侧或左侧,做公式3-3(在左侧)或3-3'(在右侧)。

顶层八个复原后,看第三层,这时第三层已经不含顶层颜色,我们找在同一面上两个是否有相同的颜色。这有三种情况:

1.四个面的颜色都相同,说明第三层已经已经完成复原;

2.找到有一对在同一面颜色相同,将这对放在R面。做(公式3-3→ yU'→公式3-3)。就得到了第1种情况。

注意:这里是把同面同色的放在右手,拆一个顶面;拆完之后,用同一公式去复原顶面,这样就实现了第三层三个的旋转互换。

没有找到在同

3.4复原三、四层的

这时只剩下几个要对调了,用下面两点和三点对换公式可以很轻松完成。

公式3-6:r U l' U' r' U l U'

公式3-6':l' U' r U l U' r' U

做该公式时注意目标块必须放在R面和F面下半区域的对应位置。如果目标块不在下方,转动该面就可以了。做完公式再恢复回去即可。

三点轮换:

公式3-4:r' L u L u' r u L u' L'

公式3-4':l R' u' R u l' u' R' u R

公式3-5:r' L d' L d r d' L d L'

公式3-5':l R' d R d' l' d R' d' R

我的建议,如果你是初学者,能用两点对换就不要用三点轮换;如果你已经是高手了,随心所欲吧。

特殊情况

如有特殊的情况,可以借助三阶魔方PLL公式还原。

世界纪录

世界
单次
21.97sSebastian Weyer德国2014年欧洲锦标赛平均26.03sSebastian Weyer德国2014年欧洲锦标赛中国
单次26.21s王旭明中国2015温州公开赛平均33.35尤永庭中国2014WCA合肥春季赛

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