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第二节 魔方的变化数
魔方之所以如此神秘和难以复原,是由于它的变化形态实在是太多了。
就拿普通的三阶魔方来说,它的所有形态共有43,252,003,274,489,856,000≈4.33×1019种。这个数字有多大呢?假设一个人可以以每秒3下的速度不停地复原下去,那么他需要4,542亿年才可将魔方的所有变化穷尽,差不多是已知宇宙年龄的30倍,而这也仅仅是三阶魔方而已。
这个数字是如何计算出来的呢?三阶魔方变化数的计算过程如下。
◆ 8个角块:可以互换位置(8!),也可以翻转方向(38),但无法单独翻转一个角块(1/3),所以有8!×37种变化。
◆ 12个棱块:可以互换位置(12!),也可以翻转方向(212),但无法单独交换一对棱块(1/2),亦无法单独翻转一个棱块(1/2),所以有12!×212/(2×2)种变化。
◆ 6个中心块:固定不可移动。
综上所知,三阶魔方共有种形态。
其他高阶魔方的变化数如下表所示[1]。