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能有四维的魔方吗? [复制链接]

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八年元老

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发表于 2007-5-15 20:33:56 |显示全部楼层 |倒序浏览

    我一直想琢磨一个四维魔方(本文所说的魔方都是3×3×3,或3×3×3×3),因为我认为魔方本身并不是三维的,理由如下:
    魔方的状态总数是有限的,而所谓的维,零维是点,不去讨论,一维线,二维面,三维体所含的点数都是阿列夫1,远大于离散的状态数阿列夫0,更别说魔方的有限状态了,魔方本身连一维都到不了,只是一个精巧的结构,让我们以为是三维而已,所以如果可能,我们可以创造一种机械结构,产生出四维魔方的样子,就像有个玩具,上面有16个位置,而只有15个块,我们对这15个块进行移动,组成原始状态的图形,我们可以认为该玩具是二维的,而魔方是三维的一样,也许能有一个四维的结构。
    最开始的设想是这样的,三个魔方,旋转任何一个某面的时候,也旋转其余两个魔方相应的面(按照相同的方向),这样每次旋转二十七个块,也许能产生四维的效果。但问题接踵而至,还原也相当容易,因为还原也是同步进行,而这三个魔方的状态永远是一样的。那么能不能有别的方法呢?后来我想出了三个魔方同时旋转相应的面以外,还可以把任何一个魔方做整体旋转,这样每次也是旋转二十七个块,还原就有相当的难度了。然后又想,何必做整体旋转呢?只要我把一个魔方进行一步顺时针方向旋转,同时把另外的两个魔方随便哪个面进行顺时针旋转就可以了。那么如何还原呢?为了简化,我把魔方由三个变成两个,操作方式不变。还原方式如下,先把第一个魔方还原,还原的同时,对第二个魔方随意操作,只要符合第一个魔方按什么方向旋转多少步,她也按照相应的方向旋转多少步就可以,不用管哪面。第一个魔方还原后,开始还原第二个魔方,还原第二个魔方时,对她的任意一面做什么旋转,也在第一个魔方的上面做相应旋转,注意,只有上面。这样,第二个魔方还原后,第一个魔方或者已经还原,或者只需要拧一下上面就可以还原了。现在的问题是,最后第一个魔方的上面是什么样子,其实,就是一个魔方被打乱后,再还原,打乱和还原步骤的代数和(顺时针为1,逆时针为-1,旋转180度为2)被四除余几,这其实已经变成了中心块方向问题,所以最后第一个魔方的上面或者已经还原,或者需要旋转180度还原。
    开始想这个问题时,觉得很难,很了不起,没想到最后问题却变成了一个早就解决的问题,看来魔方本身是一个精巧的结构,也许会有另一个结构能让我们感受到魔方的某些四维情况,当然也许现在就有,也许象我一个朋友说的,27×27×27的魔方就可以,也许能有一个电子版的。

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八年元老

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发表于 2007-5-15 20:35:04 |显示全部楼层
自己随便想的,写得比较乱,希望大家原谅。
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八年元老

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发表于 2007-5-17 19:07:54 |显示全部楼层
我的意思就是实现四维效果,我认为魔方本身也不是三维的,这个软件确实能有这种效果。
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