魔方的种类
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2023年3月16日发(作者：煮酒烧红叶)-1-
魔方基础知识与解法
一：魔方基础知识
一、魔方的历史
鲁比克·艾尔内是匈牙利的建筑学和雕塑学教授，为了帮助学生们认识空间
立方体的组成和结构，所以他自己动手做出了第一个魔方的雏形来，其灵感是来
自于多瑙河中的沙砾。1974年，鲁比克教授发明了第一个魔方（当时称作Magic
Cube），并在1975年获得匈牙利专利号，但没有申请国际专利。第一批魔方于
1977年在布达佩斯的玩具店贩售。与Nichols的魔方不同，鲁比克教授的零件
是像卡榫一般互相咬合在一起，不容易因为外力而分开，而且可以以任何材质制
作。
1979年九月，IdealToys公司将魔方带至全世界，并于1980年一、二月在
伦敦、巴黎和美国的国际玩具博览会亮相。展出之后，IdealToys公司将魔方
的名称改为Rubik'sCube，1980年五月，第一批魔方在匈牙利出口。
当初厄尔诺·鲁比克(ErnRubik)教授发明魔方，仅仅是作为一种帮助学生
增强空间思维能力的教学工具。但要使那些小方块可以随意转动而不散开，不仅
是个机械难题，这牵涉到木制的轴心，座和榫头等。直到魔方在手时，他将魔方
转了几下后，才发现如何把混乱的颜色方块复原竟是个有趣而且困难的问题。鲁
比克就决心大量生产这种玩具。魔方发明后不久就风靡世界，人们发现这个小方
块组成的玩意实在是奥妙无穷。
二、魔方的结构
魔方核心是一个轴，并由26个小正方体组成。包括中心方块6个，固定不
动，只一面有颜色。边角方块8个(3面有色)（角块）可转动。边缘方块12个
(2面有色)（棱块）亦可转动。玩具在出售时，小立方体的排列使大立方体的每
一面都具有相同的颜色。当大立方体的某一面平动旋转时，其相邻的各面单一颜
色便被破坏，而组成新图案立方体，再转再变化，形成每一面都由不同颜色的小
方块拼成。据专家估计所有可能的图案构成约为4.3×10^19。玩法是将打乱的
立方体通过转动尽快恢复成六面成单一颜色。
魔方总的变化数为43，252，003，274，489，856，000。或者约等于4.3X10^19。
如果一秒可以转3下魔方，不计重复，需要转4542亿年，才可以转出魔方所有
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的变化，这个数字是目前估算宇宙年龄的大约30倍。
中心块：中心块与中心轴连接在一起，但可以顺着轴的方向自由的转动。中
心块的表面为正方形，结构略呈长方体，但长方体内侧并非平面，另外中心还有
一个圆柱体连接至中心轴。
边块：边块的表面是两个正方形，结构类似一个长方体从立方体的一个边凸
出来，这样的结构可以让边块嵌在两个中心块之间。
角块：角块的表面是三个正方形，结构类似一个小立方体从立方体的一个
边凸出来，这样的结构可以让角块嵌在三个边块之间。与边块相同，小立方体的
表面一样有弧度，可以让角块沿着凹槽旋转。
三、魔方的种类
二阶魔方：二阶魔方的英文官方名字叫做PocketRubik'sCube或Mini
Cube，中文直译叫做“口袋魔方”。它每个边有两个方块，官方版本之一魔方边
长为40毫米，另外一个由东贤开发的轴型二阶魔方则为50毫米。二阶魔方的总
变化数为3,674,160或者大约3.67×10^6。二阶魔方（PocketCube）又称口
袋魔方、迷你魔方、小魔方、冰块魔方，为2×2×2的立方体结构。本身只有
8个角块，没有其他结构的方块。结构与三阶魔方相近，可以以复原三阶魔方
的公式进行复原。
四阶魔方：四阶魔方的英文官方名字叫做Rubik'sRevenge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，每个外围的小块连接
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，其实这类四阶魔方就是隐藏中层的五阶魔方，内部的小零件即为
五阶的侧心块和中棱块，中轴上有防止锁死的突起装置。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。四阶魔方的英文官方名
字叫做Rubik'sRevenge，直译过来是“魔方的复仇”。官方版本大概边长为67
毫米，Mefferts版本为60毫米。四阶魔方被认为是二至五阶魔方中最不好复原
的，虽然五阶魔方的变化种类比四阶多，但是四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。
五阶魔方：五阶魔方的构成与四阶魔方基本相同，世界上总共有三种结构的
五阶魔方，即M5，R5，V5。每发明一种新的高阶魔方都要经过很长时间，因为
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不仅要考虑到项目的可行性，还要考虑如果将魔方作出来后能不能稳定的用于转
动。正是由于这个原因，五阶魔方是官方公布的最高阶魔方，其结构也不是一般
的爱好者可以想象出来的。
高阶魔方：六阶魔方、七阶魔方、九阶魔方、等等
其他种类魔方：镜面魔方、Square1、Pyraminx、Megaminx、SkewbCube、
非对称魔方、捆绑魔方、连体魔方、异型魔方、衍生魔方、魔板、魔表、等等
四、魔方的配色
魔方六个面贴纸通常由红，黄，蓝，绿，白，橙六种颜色组成。各个时期和
地方的版本贴纸方法会有区别，但基本上是前红、后橙、上黄、下白、左蓝、右
绿。
如果没有这些限制魔方贴纸一共有多少种贴法呢？答案是30种。因为由于
魔方立方体的对称性，不失一般性的，我们贴纸时不妨就指定蓝色为顶面。他的
对面就有5种贴法，剩下的4个面组成一个环。这个环的4种颜色去除旋转后相
同的情况有3*2种贴法。这是因为，对于这个环，我们也可以不失一般性的就指
定4种颜色中的一种颜色做为前面，他的对面有3种贴法，剩下的两面对应2
种贴法，所以魔方贴纸的贴法有5*3*2=30种。
其实魔方并不只有一种配色，现在所流行的是最初的版本，事实上也还有其
他版本的配色。第一种是由香港生产的最初的配色，最早在80年代就有销售，
现在大多数销售的和它不同的是将茶色换成了橙色。第二种也是香港生产的，
是和第一种同一系列的魔方，但是配色稍有不同。第三种是由美国生产的，配
色完全改动，由白对黄，蓝对绿，红对橙。第四种是由匈牙利原产的，配色接
近于美国产的魔方。
五、魔方公式
为了记录下复原、转乱的过程或公式的步骤，会用Singmaster符号来书写
（由DavidSingmaster发明）。书写方式如下：
F、B、L、R、U、D分别代表前、后、左、右、上、下层。若是顺时钟旋转，
则直接写上符号；若是逆时钟旋转，则在符号后加上“'”或是“i”；若是旋转
半圈，则在符号后加上“2”或是“²”。若要更加详细纪录整个过程，还
会使用以下符号：
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x、y、z分别代表将整个魔方做R、U、F，因为在速解魔方的时候，并不会
总是将一个面朝向自己。f、b、l、r、u、d分别代表前、后、左、右、上、下
两层，代表连中间层一起转。M、E、S代表旋转中间层，相当于l'L、d'D、f'F。
在最少步骤还原的比赛中，规定：x、y、z不记步数。F、B、L、R、U、D旋转
90°或180°都算做一步。M、E、S旋转90°或180°都算做两步。
六、魔方基本术语
阶：阶数是指魔方每个边所具有的块数，比如三阶魔方每个边就有3个小块。
复原：指魔方从非原始状态到原始状态的过程。
POP（飞棱）：指在复原中魔方的某些组成部分从魔方上面脱离的情况，如果
是出现在比赛中作为无效的复原过程。
DNF（弃权）：即DidNotFinish指魔方复原者感觉无法在自己满意的时间
内完成魔方而弃权的情况，在比赛中可以有一次DNF。
SUB的原文是「Subtraction」，意思就是「减、少于」的意思，在这里是「在
XX秒以下」的意思。例：3x3方块SUB-30，就是指平均速度在30秒以下。
DNS是“Didnotstart”的简称，指放弃了一次复原机会，没有开始复原，
即开始前弃权。
七、魔方的各种玩法
普通玩法：这类玩法适合拿魔方当作放松和娱乐的爱好者。他们通常仅仅满
足于复原一个魔方，不会追求更高的标准。45岁的英国建筑工人格雷厄姆·帕
克就花费了26年还原一个魔方。
竞速玩法：竞速玩法竞速玩法出现的具体的时间已经难以考证。当爱好者们
已经能够熟练复原魔方的时候，就开始追求最快的复原。竞速复原有几个要点：
使用的方法要最简便，但是随之产生的问题是步骤越少，需要记忆的公式就越多；
使用的魔方需要最适合竞速使用，不会卡住或者打滑，所以出现了为魔方专用润
滑油；灵巧的双手，因为拥有方法和好的魔方不是最重要的，双手能够熟练的转
动魔方才能有最高的效率。
世界上复原魔方速度最快的人曾经在6.77秒成功还原了一个三阶魔方（记
录创造于2010.11.13。创造者是13岁的FeliksZemdegs）
最少步骤还原：这是最为艰难的玩法，在这种玩法或者比赛中，不能转动魔
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方，只能用眼睛观察魔方的状态，然后思考出最少的步骤来解决魔方。虽然还没
有人能证明出魔方的最大打乱状态（即需要用最多步骤还原的状态）是什么，但
是普遍认为经过50步无规则的打乱，3阶魔方就能达到最大状态，此情况下恢
复原状需要22步。目前的世界纪录是22步还原。
将任意打乱三阶魔方还原所需要的最小步数被称为上帝之数，2010年7月，
上帝之数已被证明为20。
盲拧：盲拧可以说是每个魔方玩家的梦想。盲拧的定义就是不用眼睛观看魔
方（可以记忆），进行复原的过程。计时是从第一眼看到魔方开始的，也就是说
记忆魔方的时间也算在总时间内。这种玩法对一个人的记忆力和空间想象力有极
大的考验。目前盲拧世界纪录为30.94秒，由庄海燕保持。
单拧：即单手转动魔方进行复原，对手指的灵活程度要求很高。因为没有另
外一只手的帮助，魔方难以保持平衡，尤其是在高速转动的过程中。目前世界纪
录为LeeSeung-Woon创造的11.97秒。
脚拧：虽然听起来有些不可思议，但是却是有人用脚来复原魔方。世界纪录
为ChangJee-Hoon创造的36.94秒
花式拧法：尽管有些人不喜欢竞速或者最少步骤还原的玩法，而钟情于创造
美丽的图案。事实上这也是相当有难度的，因为要预测每一块的移动并不是很简
单。
二：三阶魔方基本解法
（一）第一层(顶层)还原:分两个步骤,以下举例说明。
第一步：将顶层的四个边块逐一归位。
首先，将中心色为蓝色的一面定为前面，将中心色为黄色的一面定为顶面，
然后找到目标边块即黄蓝边块，将其从当前位置转到前顶位置。转法如下:将黄
蓝边块转到底层,然后转动底层将其转到前底位置，由于将黄蓝边块转到底层时
可能打乱了已正确归位的其他边块,故这一步应将这个其他边块转还原到正确位
置，最后将前面转动180度。黄蓝边块已归位，可能颜色方向不正确，那么：
前－、上＋、左－、上－。
接着整体转动魔方,将中心色为红色的一面定为前面，顶面中心色黄色不变，
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找到目标边块即黄红边块，将其从当前位置转到前顶位置。黄橙边块和黄绿边
块同理归位。
第二步：将顶层的四个角块逐一归位。
首先，将中心色为蓝色的一面定为前面，将中心色为黄色的一面定为顶面，
将中心色为红色的一面定为右面，然后找到目标角块即黄蓝红角块，将其从当
前位置转到底层,再转动底层将其转至前右底位置,接着还原可能被打乱了的角
块,最后将目标角块即黄蓝红角块转到目标位置即前右顶位置。
接着整体转动魔方,将中心色为红色的一面定为前面，顶面中心色黄色不变，
将中心色为绿色的一面定为右面，然后找到目标角块即黄红绿角块，将其从当前
位置转到底层,再转动底层将其转至前右底位置,接着还原可能被打乱了的角块,
最后将目标角块即黄红绿角块转到目标位置即前右顶位置。黄绿橙角块和黄橙蓝
角块同理归位。
为了进一步加深理解,下面有关第一层还原的具体转动法,供大家参考:
＋：顺转90°；－：逆转90°；2：转动180°；括号后的数字：重复转的
遍数。
一.前顶边块定位转动法。
1.后顶至前顶转动法:上＋右－上－前－7.后右至前顶转动法:右2前－右2
2.左顶至前顶转动法:左＋前＋8.前底至前顶转动法:前2
3.右顶至前顶转动法:右－前－9.后底至前顶转动法:下2前2
4.前左至前顶转动法:前＋10.左底至前顶转动法:下＋前2
5.前右至前顶转动法:前－11.右底至前顶转动法:下－前2
6.后左至前顶转动法:左2前＋左2
二.前顶边块定向转动法，前顶边块颜色方向不正确时采用。
前顶边块原位转向:前－上＋左－上－。
三.前右顶角块定位转动法。
1.后左底至前右顶:下2(前＋下＋前－)
2.前左底至前右顶:下＋(前＋下＋前－)
3.后右底至前右顶:下－(前＋下＋前－)
4.前右底至前右顶:(前＋下＋前－)
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5.后左顶至前右顶:左－下2左＋(前＋下＋前－)
6.前左顶至前右顶:左＋右－下＋左－右＋
7.后右顶至前右顶:后－前＋下－后＋前－
四.前右顶角块定向转动法，前右顶角块颜色方向不正确时采用。
1.前右顶角块原位顺转:右－下＋右＋(前＋下＋前－)
2.前右顶角块原位逆转:前＋下－前－右－下－右＋
至此第一层完成，顶面呈同一颜色，顶面的侧面四周每一面都呈“┳”型。
对边块或角块定位的同时应尽量考虑颜色方向，最好能将定位定向同步完成！换
句话说，就是尽量省略定向这一步骤。
（二）将中层的四个边块逐一复位，分三种情形：(转动顶层形成下述情形
后再执行转法)
1．前顶边块转至前右位置,即前顶边块需往右倒,中心麻点为前平面。
转法：(上＋右＋上－右－)(上－前－上＋前＋)
公式A
2．右顶边块转至前右位置,即右顶边块需往前倒。
转法：(上－前－上＋前＋)(上＋右＋上－右－)
公式B
3．前右边块原位转向。
转法：(公式A)＋(上2)＋(公式A)
进阶学习或：(右＋上2右－上＋)2前－上－前＋
（三）将顶面转出十字。下面的变化过程可知,转出十字最多按公式C转三
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遍。
转法：右－上－前－上＋前＋右＋
公式C
CC上2C
进阶学习：右－前－上－前＋上＋右＋。
（四）顶层角块定位。使角块处在各自正确的位置上,而不用考虑角块的颜
色方向.通过转动顶层,必定能出现下述两种情形之一：
转法:右＋上－左－上＋右－上－左＋上2
公式D
先任意按公式D转一遍，然后通过转动顶层变成上面的情形后再
处理。
进阶学习或：前＋(右＋上＋右－上－)3前－上＋
（五）顶层角块定向。调准四个角块的颜色方向,即原位翻角使顶面成一色。
转法之一：右－上－右＋上－右－上2右＋上＋
公式E
转法之二：右＋上＋右－上＋右＋上2右－上－
公式F
图1或图2通过公式E转成图6，图6再通过公式E转成顶面一色。
图3或图4或图5通过公式E转成图7，图7再通过公式F转成顶面一色。
注：转动之前应对准方位。公式E和公式F的最后一转可以省略,也可都改
为(上2)。
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（六）最后,顶层边块定位。顶面一色且四个角块都归位后,块只有四种
情形:
逆转法记作（E＋F），顺转法记作（F＋E），具体转法如下：
1．逆转法：右－上－右＋上－右－上2右＋上＋
右＋上＋右－上＋右＋上2右－上－
2．顺转法：右＋上＋右－上＋右＋上2右－上－
右－上－右＋上－右－上2右＋上＋
3．另两种或转法：先按逆转法或顺转法转一遍，再根据
情况选用逆转法或顺转法处理即可，只是步数多了一点，有兴趣可进阶学习：
或：(右＋左＋上2右－左－)(前－后－上2前＋
后＋)
或：右－上－右＋上－右＋上＋右＋上－右－上＋右＋上＋右2上
－右－上2
（七）附录:中心块定向。只需二招:
1.目的：将左面中心块顺时针旋转９０度,同时上面中心块逆时针旋转９
０度。
第一招：上－下＋前＋后－右＋左－上－右－左＋前－后＋上＋
下－左＋。
2.目的：将上面中心块旋转１８０度。
第二招：(上＋右＋左＋上2右－左－)2。