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第四节,去四维空间 (2010/9-2011/7)
Gelatinbrain 魔方都解完了。下一个目标是什么?总要寻找目标,不停地寻找目标。
目标就是四维空间。它是我一直很喜欢的东西。我大一的时候,看了希尔伯特和康福森的《直观几何》以后,知道那里有六种正多面体,其中包括很牛B的二十四胞腔和更牛B的一百二十胞腔,就一直很神往。我还曾写过一个博文说一百二十胞腔的事情。跑题一下,对几何有兴趣的朋友可以找找这本书,真的很好!
我知道四维魔方 MC4D 是在那以前,不过一直没太弄明白那个东西是怎么个转法。2010年9月初我又重新看 MC4D。这次终于明白了一些。而且 MC4D 也可以直接调用公式,所以没用多久就解开了。之后加入高维魔方的雅虎邮件列表,就算进入了那个小圈子。进去的时候,MC4D 的作者 Melinda Green 嘱咐我,别尝试解120胞腔。如果要尝试,也要留到最后,那个东西太费时间。那个时候120胞腔有一个人解出来了。Melinda 大胆预言,在人类历史上,从过去到未来,有且只有这一个人解出120胞腔。也就是说,她觉得没人会真的再尝试了。我打开了Roice Nelson写的120胞腔的模拟器,确实太枯燥,太大太大了。它的样子大概是 120 个五魔方堆在一起,互相牵连,旋转一个五魔方会联动周围的十二个。
我刚加入邮件列表,Melinda就组织一些人玩四维魔方的速解,规则允许用宏。我当时说刚刚会解,又对竞速没多大兴趣,就没参加。
后来在那个小圈子里,俄国数学家Andrey写了个模拟器,来模拟其它的四维几何形体,包括牛B的24胞腔。他放出的第一版程序没有宏功能,我也不打算正是尝试。后来他放出了第二版程序,加上了宏功能。这个时候我没直接去解24胞腔,而是选择了相对容易的16胞腔。原因之一是它要小一些,相对容易一些。更重要的一个原因是,我知道24胞腔很特别,我也知道在Andrey心中它也很特别。我猜他如果能第一个解出来肯定会很高兴,他作为程序的制作者,应该有这个特权。过了一两天以后,我把16胞腔解好了,但是还没看到有人说解出来24胞腔。那时候我暗下决心,决定在将要到来的周末进攻24胞腔,不管别的人了。另外有一个美国人表示他也将尝试24胞腔,至于Andrey本人,连续几天没发文,我猜他也在准备或者正在解。其实竞争是存在的。那个感觉就像在 Gelatinbrain 上超越 Michael Gottlieb 的时候一样,默默的竞争。
周五下午五六点,该休息了的时候,我开始解24胞腔。我知道,俄国的时区比我早好几个小时,所以俄国的周末比我早来到。另一个美国人的时区也比我早两三个小时。周五晚上我忙到深夜。周六早上醒来以后又继续,终于在周六中午的时候完成了,一共用时大概9小时。然后就是公布log文件,在雅虎邮件列表发文,宣布获胜,吃顿好的来庆祝。这是2011年5月14日。
随后,我又在寻找新的目标。四维里,相对简单的形体的魔方都已经解过了。有些特别复杂而且不太对称的形体我兴趣也不大。最后目光就落到超级复杂的120胞腔上了。另一个原因也是因为Andrey的模拟器支持了120胞腔,而且它可以使用宏,之前Roice写的模拟器是不能用宏的。有了24胞腔的经验以后,我觉得120胞腔也不再遥不可及了,于是开始准备120胞腔。
120胞腔的破解过程,我事先准备的还是比较充分的。先试准备公式,验证一下自己确实有三循环的办法。我对120胞腔最大的困难还是有比较正确的估计:它有120种颜色。问题是没人能分辨120种颜色,所以我准备用重新设定颜色的方法来寻找某块。例如,如果我要寻找一个 浅天蓝色-砖红色的棱块,我是不可能在庞大的魔方上寻找这两个颜色的,解决方法就是把 浅天蓝色重新定义为蓝色,砖红色重新定义为红色,所有其他118中颜色都定义为黑色,这样那一块就好找多了。解掉这一块以后,再把颜色重置,重新定义接下来要找的块上的两种颜色为红色和蓝色,反复进行。我当时对这种找块方法进行了计时测验,估计解整个魔方的总时间大约是50-60小时。还写了一段小代码,来分析存档文件,以监视我的进度。如果进度突然逆转,那表明我弄错了一些步骤,这时候就要回退一些步甚至调用备份的存档文件。这样的事情确实发生过一两次。
接下来的几天,我每天晚饭以后都在解啊解。过程及其枯燥,不过幸亏我可以监视进度,能看到百分比在增长。这给了我巨大的动力来继续。终于在九天以后完成了120胞腔。这是2011年6月19日。我是第四个解决这个东西的。Melinda 的预言早就错了。不过她当时嘱咐我把120胞腔留到最后,它也确实是我解的最后一个四维魔方。
之后不久解了五维魔方。魔方吧里的咖啡味的茶解了七维的,我很佩服他。不过我到现在还没勇气去解那个东西。也许以后吧。四维魔方在我看来是挺直观的,五维开始就变得不直观了,不好理解。原因大概是,四维魔方里,有关系的实际上是四维形体的三维表面,所以到头来还是个三维的问题,跟普通生活比较接近。五维魔方就怎么说都不是三维的了。
又过了两个星期,我终于和 Melinda 以及 Brandon 聚会。Brandon 是跟我角色类似的解魔方的人。我们原计划聊一两个小时,就在一个咖啡馆见面。谁知道一聊聊了七个多小时。我们很难在生活中见到志趣完全吻合的人,所以话自然很多。随便说到哪个真实或者虚拟的魔方,都能从制作,解法,几何等方面说上一会儿。
与此同时我也玩了很久 Magic Tile 这个程序。这个程序说来不是高维的,而是跟普通三维魔方类似的,只是它投影到二维上了,所以貌似维数降低了。因为有双曲空间可玩,所以这里面正多面体的数目是无穷的,所以直接多了很多很多的挑战。作者 Roice 最近又更新了这个程序,这里魔方的数目也有好几百个了。我解过的也只有几十个而已。
同时,gelatinbrain 也没闲着,在我解掉所有他的魔方以后,他还是以很快的速度添加新的,我也跟着他,不断的解。慢慢的,这个任务就变成了个负担,为了维持“解掉所有Gelatinbrain魔方”的头衔,我就得不断干活。现在数目已经变成602个了。 |
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