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由来
厄尔诺·鲁比克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HU170062,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,Ideal Toys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,Ideal Toys公司将魔方的名称改为Rubik's Cube,1980年五月,第一批魔方在匈牙利出口。

结构

三阶魔方由一个连接着六个中心块的中心轴以及结构不一的20个方块构成,当它们连接在一起的时候会形成一个整体,并且任何一面都可水平转动而不影响到其他方块。
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,这类魔方的构成非常复杂,除了中心球和外围块外还有很多附加件。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。

中心块(6个):

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。

从侧面看,中心块的内侧会有一个圆弧状的凹槽,组合后,中心块和边块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时,边块和角块会沿着凹槽滑动。

棱块(12个):

棱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,这样的结构可以让棱块嵌在两个中心块之间。

长方体表面上的弧度与中心块上的弧度相同,可以沿着滑动。立方体的内侧有缺角,组合后,中心块和棱块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时,棱块和角块会沿着凹槽滑动。另外,这个缺角还被用来固定角块。

角块(8个):

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棱块之间。与棱块相同,小立方体的表面一样有弧度,可以让角块沿着凹槽旋转。

中心轴(1个):

用来支撑方块与转动方块所需要的支撑轴。

分类

正阶魔方

二阶魔方
二阶魔方的英文官方名字叫做Pocket Rubik's Cube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(Pocket Cube)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, 因为其没有中心块,所以可用假想中心法和复原三阶魔方的公式进行复原。
三阶魔方
三阶魔方的英文官方名字叫做Rubik's Cube,也就是用鲁比克教授的名字命名的,是当前最普遍的魔方种类。它每个边有三个方块,官方版本魔方边长为57毫米,三阶魔方的总变化数是(8!x3^8x12!x2^12)/(2x2x3)=43,252,003,274,489,856,000或者约等于4.3x10^19.三阶魔方由一个连接着六个中心块的中心轴以及8个角块,12个棱块构成,当它们连接在一起的时候会形成一个整体,并且任何一面都可水平转动而不影响到其他方块。三阶魔方是生活中最常见的,而在2011年03月出现了新型三阶-面包三阶,打破了三阶魔方立方体的常规设计。
当前主流竞速三阶尺寸约为56mm。
四阶魔方
四阶魔方的英文官方名字叫做Rubik's Revenge,直译过来是“魔方的复仇”。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。4阶魔方的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。四阶魔方共有7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000种变化。
五阶魔方
五阶魔方的英文名字叫做Professor's Cube,直译过来是“专家(玩)的魔方”,世界上总共有三种结构的五阶魔方,即中国台湾东贤的M5,匈牙利鲁比克的R5,希腊Olimpic的V5。每发明一种新的高阶魔方都要经过很长时间,因为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。
五阶魔方的难度较高,五阶魔方,五阶魔方总共有8个角块、72个边块(两种类型)和54个中心块(48块可以移动,6块固定)。五阶魔方的中心块为3×3结构,所以其每种颜色都有4块中心块是等价的,即中心块的变化状态为(24!(4!6))2种。其24个外侧边块的位置不能随意移动,所以总共有24!种变幻状态。12个中心边块中有11个可以互换位置,所以总共有12!/2×211种变化状态。五阶魔方的总变化状态数为282,870,942,277,741,856,536,180,333,107,150,328,293,127,731,985,672,134,721,536,000,000,000,000,000种。
我国生产了全封闭的五阶魔方,可谓是科技的一大创新。
六阶魔方
六阶魔方是由希腊的Olimpic方块公司出产,角块比中心块略大,棱块略呈长方形。方块本身评价不太好,常见的评价为容易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,如果是出现于比赛中,则作为无效的复原过程。为防止锁死,方块内部设置click装置,但同时也对手感造成严重影响,转起来一卡一卡的。魔友通常对其进行一系列打磨改造,可大大减少顿挫感,并减少很多pop的机会。
七阶魔方
七阶魔方由希腊Olimpic方块公司出产。同时兼备了收藏,鉴赏及实用价值,方块本身为圆弧型或正方体。
我国“圣手”生产了方形的七阶,分为两种规格,大方七直径7.75cm,小方七(玲珑七阶)直径6.9cm,更大程度的满足了不同选手对魔方的需求。
八~十七阶(未经官方认可)
八阶魔方为“魔方吧”的魔友“大烟头”自制(R结构的四阶和蓝蓝的七阶改成的八阶)八阶虽然比九阶要低一阶,但其结果比九阶更复杂。
现今国产魔方牌子“圣手”研制出了八阶魔方,但是因为结构原因,所以魔方的外层比中层宽。而且整个魔方外观上是正方体。
希腊V-Cube也推出了八阶魔方。
九阶魔方是汕头永骏公司出品的,魔方尺寸:7.5*7.5*7.5(cm),材质:ABS环保工程塑料、pvc贴纸,产品重量:约510克。
十阶魔方同由圣手魔方量产,同八阶外观也是一个正方体。重量大小和十一阶差不多。
智胜11阶第一批108个正式上市,尺寸:约11.7cm,重1000克左右。防POP能力不错,不易散架;中心轴使用高级的尼龙材料; 容错度是在小方格偏差一格,做L’R’动作可以通过。
十二阶魔方为魔友“Leslie Le”自制,发布于TP等国外论坛,没有在国内论坛发布,因而有不少
魔友并不知道,且制作人本身并没显示出要出名的意思,较为低调,各位可以在网络视频找到12阶相关内容。
十三阶魔方由永骏魔域世界首次量产,但是价格也相当昂贵。
世界最高阶实体魔方,十七阶魔方,作者是Oskar和Claus,是世界上可以转动的最高阶魔方。
更高阶
其他更高阶的魔方,从量产上来分析,当前还是不存在的。但是民间却有非常热心、狂热的发烧友会自己来制造,也可能造出来。当前出现于网络上,经视频检验得,最高阶的魔方是22阶的魔方,在视频中可看到是可以全方位正常旋转的,可谓惊人。随着魔友力量的壮大,更多更高阶的魔方可以有机会和大家见面。
截止到2016年 最高阶为非官方的22阶

魔方异型魔方

异型魔方相对原始魔方的变化较大,但是原理基本上相同。初玩的爱好者通常会被它们怪异的外型唬住。

魔方变种魔方

这类魔方保持了原始魔方的外表,但是做出了种种限制,让爱好者不能顺利的按照普通方法完成复原。这一类型的魔方的数量极多,在这里只列出常见几种有特点的魔方。
镜面魔方
叫做“Rubik Cube Mirror”,是三阶魔方的衍生与变形。特色在于外型不对称与镜面涂布,打乱后可以变换形状。特点在于每个棱块和角块大小都不一样。仔细研究一下,会玩正常三阶的,基本上能还原。拿来当桌面小玩意是不错。
Square-1
Square One又叫做Square-1或者SQ1,是由Karel Hrsel和 Vojtech Kopsky在1992年共同发明的。它的难度主要在于上下两个地面的方块被切割成了可以转动30度和60度的小块,从而可以产生不同于原始方方正正模样的状态。一般来说,如果能在SQ1的两种经典型之间任意转换,就证明已经掌握了SQ1的复原。
Square 1魔方分为三层。顶层和底层都有风筝块和三角块,它们也被称为角块和边块。整个魔方总共有8个角块和8个边块。相对于层的中间来讲,角块为60度,边块宽度为30度。
此外除SQ1外还有SSQ1,SQ2等系列衍生类魔方。
Pyraminx
Pyraminx又名金字塔魔方,由德国科学家麦菲特Uwe Meffert 教授于1970年发明出世界第一个魔术方块,原本是他用於研究金字塔能量的模型(1970热门研究“金字塔能”苹果放置模型中央一年仍能保持新鲜状态),在研究过程中,意外的发明出魔术金字塔。该魔方的形状为正四面体,总共有四个面及四根轴。Pyraminx为4轴1阶,方块中所有的切角皆为60
度。也有其他种类的高阶金字塔魔方(当然也不叫Pyraminx了)。
Skewb Cube
Skewb Cube(斜转魔方)简称Skewb,其意思为“斜转的魔方”,由Mefferts公司推出,它和Pyraminx一样也是四轴,不过不同的是它继承了立方体的结构,一个面块被一个内接正方形割成四个全等的等腰直角三角形和一个正方形,共五部分。四个角叫做角块,中间的小正方形叫做面块。在转动时沿着正方形的其中一边来转动,转动一格是120度。
Skewb于2014年1月1日被加入WCA比赛项目。
捆绑魔方
捆绑魔方保持原有魔方的状态,但是做出了一些限制,比如把相邻的两个方块做成一个,这样就无法使用原来可以的移动方法进行复原了。
五魔方(Megaminx)
十二面体魔方 (五魔方),是一种十二面体魔方,它总共有五十个可以移动的块。它是由一些魔方爱好者和研究者同时发明的。Uwe Meffert最终取得了五魔方的发明权和制作权,并且在他的魔方网站Mefferts进行销售。
Megaminx Crystal
深切五魔,在五魔的原有基础是上将“切线”加深了,其实复原难度相对五魔方而言并没有增加,但是方法与五魔方不同。

魔方魔球

名称为Magic Ball,为球形,但是基本上是2阶的结构。

魔方连体魔方

连体魔方是将很多个一般魔方连接起来,因此在这其中有些限制,像是2x2x2x10。

魔方空心魔方

是由三阶魔方衍生出来的一种魔方。是把中心架去掉(即没有六个中心块)其结构:棱块有三层,转动时上下随棱块转动,中心不动。因此玩家不能看中心块来判断哪个块是不是这个面的。

魔方魔板

英文名称为 Magic,板型结构,两面结构,玩法是固定步骤,将正面图案翻转弄乱从而复原背面图案,主要测试的是玩家的手速,2012年的世界纪录已经达到了0.8秒以内了。魔板种类繁多,常见的有2x2的四板,2x4的八板,翻转后可以变换成3x3缺一格的背面。
魔板于2013年1月1日被移除出WCA比赛项目。

魔方魔表

魔表魔方名称为 Clock,圆型结构,现已绝版,网上能买到的不是国外的二手货就是国内的山寨产品。魔表是一个两面都需要进行复原的“魔方”,每个面上面有九个钟表盘。魔表有四个齿轮控制表针的转动。每面都有四个按钮,在两面上形成此进彼出的关系。按钮的状态影响到相应的齿轮的转动。
魔表的玩法是将打乱的表盘在两面上都归为12点位置。

魔方鲁比克360

“鲁比克360”是3个相互包裹的透明塑料球,从里到外分出3层不同空间。球内装有6个带颜色的小球。外观看起来像是挂满亮珠子的大玻璃球。这个新玩意儿的游戏规则很简单,玩起来却非常困难:玩家需晃动大球,使里面的小球穿过仅有两个孔的中层,从最内层进入到最外层的空位上。按照鲁比克自己的说法,相比于玩魔方,玩“鲁比克360”减少了一些智力思考的时间,更多的是在考验玩家动手的灵活性和果断性,“我知道在魔方发明以后很多高手自创了一些口诀,这无疑是揭开魔方之谜的有效手段,很多人现今甚至还在比谁的口诀更为简洁,相信,‘鲁比克360’会更让人喜欢,因为不是每个人都能真正理解这个新玩意儿的意义,越是解不开,越是让人心痒痒”。

魔方齿轮魔方

齿轮魔方为乌尔·麦菲特于2012年制造出名,三阶魔方其两侧转动时会带动中间齿轮转动,分三阶和二阶。
齿轮二阶魔方只能转动棱角,无法进行像齿轮三阶一样的直面旋转。
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