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루빅스 큐브(Rubik's Cube)

  루빅스 큐브(Rubik's Cube) 는 헝가리의 건축학과 교수 Ernő Rubik 에 의해서 발명되었다. 처음에 그는 이 큐브를 매직 큐브(Magic Cube) 라 하였지만 1980년에, Ideal Toy 사에 의해 이름이 루빅스 큐브로 바뀌었다. 이 큐브는 1980년에 독일 최고의 장난감 상을 수여받았으며, 이는 세계에서 가장 많이 팔린 장남감 이다. 무려 300,000,000 개의 루빅스 큐브가 팔렸으며, 그마저도 수많은 변형 루빅스 큐브가 있다. (예를들어서 2×2×2 짜리 포켓 큐브나, 4×4×4 짜리 리벤지 큐브, 5×5×5 짜리 프로페서 큐브 등등 ). 보통 아무 집이나 가 보아도 루빅스 큐브가 한 집에는 꼭 하나 씩은 있는 것을 보아서 (맞추든 못 맞추든) 범상치 않은 장난감임에는 틀림없다.

에르노 루빅(Ernő Rubik), 루빅스 큐브의 창시자

  사실, 루빅 보다도 먼저 이 큐브를 생각한 사람들이 있었다. 1970년 3월에는 Larry Nichols 라는 사람이 "회전 가능한 조각들의 모음들의 퍼즐(Puzzle with Pieces Rotatable in Groups) " 이라는 제목으로 2×2×2 큐브를 만들었고, 그는 U.S. Patent 3,655,201 번의 특허권을 받았다. 1970년 4월 9일에는 Frank Fox 란 사람이 " 구형의 3×3×3" 라는 제목으로 특허를 신청해 1974년 1월 16일, 영국서 특허를 땃다. 루빅은 1974년에 매직 큐브를 발명해 1975년에 헝가리서 특허를 받았는데, 국제 특허는 받지 못하였다. 최초의 루빅스 큐브는 1977년에 부다페스트에 있는 한 장난감 상점에서 처음으로 팔렸다. 1979년 9월에, Ideal Toy 사와 협약을 맺어서 이 매직 큐브를 서방 국가에서 팔기로 하였다. 후에 서방국가서 이름이 '루빅스 큐브' 로 바뀌어 팔리게 되었다. 최근에 유명한 그리스 발명가 Panagiotis Verdes 가  5×5×5, 큐브 부터 11×11×11 큐브 까지 만드는 방법에 대해 특허를 출원하였다. 그로 인해 큐브를 조금 더 부드럽게 돌릴 수 있어 더 빠르게 맞출 수 있었다.

  루빅스 큐브는 일단 공식을 모른다면 맞추는 방법은 거의 불가능 하다. 설사, 우연히 맞추었다고 해도 다시 섞어 놓는다면 다시 맞추기라는 불가능 하다고 볼 수 있다. 루빅스 큐브가 재미있는 이유는 여러가지가 있지만 뭐니뭐니해도 무수히 많은 종류의 게임을 할 수 있다. 루빅스 큐브의 큐브 배열 가지수는 (8! × 3⁸⁻¹) × (12! × 2¹²⁻¹)/2 = 43,252,003,274,489,856,000 가지나 된다. 이는 대략적으로 57mm 크기의 루빅스 큐브들을 각각의 상태로 배열해 놓은 것나열하였을 때, 그 길이는 261 광년이나 된다. 슈퍼 컴퓨터로 각각의 큐브를 가장 빨리 풀 수 있는 방법을 계산해 본 결과 모든 큐브들의 배열은 23번 이하로 돌려서 맞출 수 있다고 한다.
  가끔씩 TV 에 보면 루빅스 큐브를 매우 빠른 속도로 맞추는 사람들을 찍은 동영상을 볼 수 있는데, 최초의 루빅스 큐브 대회는 1981년 3월 13일에 뮌헨 에서 열렸으며 그 당시 기록으로는 38초로 Jury Froeschl 였다. 현재 세계 기록 수립자(2008년 2월)는 Edouard Chambon 로 최고 9.18초, 평균 11.48초로 큐브를 맞추었다. 그 외에도 신기하게 맞추는 사람들이 있는데, 눈을 감고 맞추거나, 한 발로 맞추는 등 정말 신기한 사람들이 많다.
<루빅스 큐브 세계 기록 , 기록 : 10.48 >

<한손으로 루빅스 큐브 맞추기, 기록 : 20.09 >

<눈 감고 큐브 맞추기, 기록 : 1 분 28. 82 >

  참고적으로 얘기하자면 1994년에는 Melinda Green, Don Hatch, Jay Berkenilt 가 컴퓨터 상에서 MagicCube4D 라 불리는 4차원 큐브를 만들었다. 2006년에는 Roice Nelson 와 Charlie Nevill 가 컴퓨터 상에서 5차원 큐브를 만들었다.

4차원 큐브 MagicCube4D

5차원 큐브

   큐브를 잘 모르는 사람이 보면 큐브를 맞추는 사람들은 정말 천재로 보인다. 아무리 열심히 해서 1~2면 맞추는 것이 고작이였는데, 어떻게 다 맞추는 걸까? 정말 그 사람들은 천재인 걸까? 아니다. 여러분도, 정말 큐브에 문외하거나 머리가 안 좋은 사람들도 공식만 외면 누구든지 맞출 수 있다. 나도 옛날에 공식을 알기 전에는 큐브를 쳐다 보지도 않았지만 공식을 왼 후 다 맞출 수 있게 되었다. 참고로, 큐브 공식은 인터넷에 떠 도는 것들은 초보자 들이 보기 힘드니 아래의 네이버 카페를 추천한다.
  사이트 주소 : http://cafe.naver.com/cubemania.cafe
  만약에 초보자가 아니라 공식을 외우기만 하면 되는 수준에 도달한 사람을 위해 공식만 쫘르륵 정리한 파일을 올려둔다.

출처 : http://kevin0960.tistory.com/95

333sol.hwp

http://microneo.tistory.com/3

루빅 큐브(Rubik's Cube, 일반적인 3X3X3 형태의 큐브)의 공식을 알아보려 한다. 외부의 도움없이 스스로 해결해가며 만들어낸 것이라(설명서는 사자마자 찢어버려서.=_=) 다소 복잡하고 번거로워 보이기는 하지만, 시간이 오래걸린다 뿐이지 큐브를 푸는데는 지장이 없었다.



용어 정의

용어와 기호에 관한 정의이다.

• 모양을 맞춘다.
• 해당 블럭을 면의 색상에 맞추도록 돌린다는 말이다. 즉 가운데 블럭이 그 면의 맞추어질 색상이므로 가운데 블럭의 색상에 다른 블럭의 색상을 맞추는 것을 의미한다.
  
  
• 위치를 맞춘다.
• 모양에 상관없이 해당 블럭이 있어야 할 위치로 이동시킨다는 말이다. 가령 귀의 빨노파 블럭의 위치를 맞춘다는 말은, 빨강면과 노랑면, 파랑면의 사이로 옮기는 것을 말한다. 그리고 그 과정에서 블럭의 모양은 신경쓰지 않는다는 말이다.
  
  
• 기호는 모두 윗면/우변/하변/시계방향을 기준으로 정의된다.
• ▲는 우변을 위로 ▼는 우변을 아래로 ◀는 하변을 왼쪽으로 ▶는 하변을 오른쪽으로 한번 돌리라는 말이다. 그리고 90˚와 180˚는 윗면을 시계방향으로 90˚와 180˚로 돌린다는 말이며, -90˚-와 -180˚는 그 반대를 의미한다.

이를 사용하여 풀이법을 설명하도록 하겠다.



큐브 퍼즐 풀기

공식을 적용하기 전에 큐브 밑의 두 칸을 먼저 맞추어야 한다. 아래 두 칸을 맞추는 것은 공식 없이도 비교적 쉽게 풀 수 있는 부분이고, 설명도 번거로우니 이글에서는 더이상 다루지 않겠다. 그리고 윗면의 큐브를 맞추기만 하면 된다.

• 네 변의 모양을 바꾸어, 윗면의 십자가 모양을 맞춘다.
• 윗면의 상변과 우변의 블럭의 모양을 바꾸려면, ▲90˚▼◀90˚▶▲-90˚▼를 수행한다.

여기까지 아래의 두 칸과 윗면의 십자가 모양을 맞추었다.

위 그림은 큐브의 면을 맞추는 두 공식인데, 간단히 말하여 A는 변을 맞추기 위한 공식이고 B는 귀를 맞추기 위한 공식이다.(그림을 기호로 풀면 A 공식은 ▲90˚▼90˚▲-180˚▼, B 공식은 ▲90˚▼◀-90˚▶-180˚◀-90˚▶-90˚▲-90˚▼이다.) 이 둘의 조합을 이용하여 윗면의 큐브를 다음의 순으로 맞출 수 있다

• 네 귀의 위치를 맞춘다.
• 상단의 두 귀의 위치를 바꾸려 할 때는 B-180˚를 한다.
  
  
• 네 변의 위치를 맞춘다.
• A를 수행하면 상단 세 변의 블럭이 반시계 방향으로 자리를 바꾸게 된다. 이를 이용하여 세변의 위치를 맞춘다. 맞춘 뒤에 네 귀의 위치가 바뀌었다면 AAA를 수행한다.
  
  
• 네 귀의 모양을 맞춘다.
• 우상귀와 좌하귀의 모양을 시계방향으로 1칸과 2칸을 돌리려면, AAA180˚AAA180˚를 수행한다.
• 좌상귀와 우상귀의 모양을 시계방향으로 2칸과 1칸을 돌리려면, B-180˚B-90˚A-90˚A를 수행한다.
• 귀의 큐브는 3면이므로 3칸을 돌리면 다시 원상복구 된다. 가령 바로 위의 방법을 두 번 적용하면 좌상귀와 우상귀는 시계방향으로 1칸과 2칸을 돌린 것이 된다.

반복하다보면 과정이 축약되고, 역과정을 이해하면 수행 횟수를 줄일 수도 있다. 또한 나름의 노하우가 더해져 시간을 줄일 수도 있다.



원리를 알 수 있을까?

이것 이외에도 다양한 공식이 존재할 수 있다. 가령 원상태의 큐브를 어지럽히는 과정을 역행하며 공식화하여 모든 모양을 외우는 귀납적인 접근법도 충분히 가능하다.

하지만 이들을 원리라 할 수는 없다. 이글에서 쓰여진 방법도 시행 중에 나온 것의 결과만을 보고 방식을 고안해낸 것이며, 다른 방식들 또한 그닥 다르지 않기 때문이다. 그리고 큐브를 빨리 맞추는 능력도 원리를 안다기 보다는 암기력에 의존한다는 것이 맞는 말일 것이다.


이것의 원리를 알 수 있을까? 이 작은 27칸(26칸?)짜리 큐브를 설명할 수 있는 아주 간단한 원리를 아는 것조차 쉬운 일은 아닌 듯 싶다. 아니, 정말 어려운 일이다.

출처 : http://choshark.tistory.com/401#ixzz1wWikZlFB