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 
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未知贴纸数目是同一个最大理论值?
将魔方上某些位置的贴纸(色片)撕掉,只允许整体转动魔方进行观察,你还能推断出这些位置原来贴的是什么颜色的贴纸吗?
在不影响推断的前提下,最多可以撕掉几张贴纸呢?
如“撕掉8张贴纸”一例所示,此时无法推断剩余位置实际的贴纸颜色,因为此时的魔方可能对应的是两种正确的魔方状态。
而“撕掉7张贴纸”的例子却对应的是唯一的魔方状态,可以推断出剩余位置实际的贴纸颜色。
难道“7”就是魔方状态大挑战未知贴纸数目的最大理论值?
显然不是。此例中,心块、角块和棱块还能继续遮掩部分贴纸而不影响推断。
那么,在推断可行的前提下,最大理论值会是多少呢?
是每一种正确的魔方状态对应着各自的理论值?还是所有正确的魔方状态对应同一个理论值?
由于我们的推断过程是遵守魔方自身规律的,而魔方本身也是按照这些规律进行旋转的,所以,所有的魔方状态都应该对应着同一个理论值。( 仅为本人猜想,未经过证明。 )
若定义此最大理论值为M,则当M+1时,无论你如何揭开53-M张保密膜( 或理解为撕掉魔方上的M+1张贴纸 ),魔方必然对应着至少两种正确的魔方状态而导致无法准确推断魔方剩余位置的贴纸颜色。
那么这个最大理论值能计算出来吗?会是多少呢?
或者,每一个正确的魔方状态都对应着各自的M?
=====================================================================
本人能力有限,无法证明和计算,只能先猜想只有一个M,而后在实践中摸索“理论值”。
如果所有的魔方状态都对应着同一个理论值M,那么,我们就可以只研究复原态的理论值,此值也是所有的魔方状态剩余的未知贴纸数目的最大理论值。
我现在已经可以撕掉23张“无用的”贴纸,即M=23,还剩31张没有撕掉。感觉现在的方案还可以继续撕掉几张,但是需要综合考虑的因素太多,需要好好排除一下。或许可以考虑其它方案。
大家不妨试试看,并说说你的结论以及推断过程。
=====================================================================
提供我的推断过程。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=010111010000000000333300333444444044050505000666606666&move=[ 撕掉23张贴纸 ][/flash]
( 1 )查看颜色、定剩余贴纸颜色及相应张数
查看颜色后得知,此魔方的六色为:红、黄、绿、蓝、白和某(某者,某未知颜色也。)。
用排除法可知——
红色贴纸:用8剩1;
黄色贴纸:用8剩1;
绿色贴纸:用7剩2;
蓝色贴纸:用5剩4;
白色贴纸:用3剩6;
某色贴纸:用0剩9。
合计:用31剩23。
其中——
角块:用11剩13;
棱块:用18剩6;
心块:用2剩4。
( 2 )定邻对
由UFL角块、DFR角块、FL棱块和FD棱块可知,红色与黄、绿、蓝和白色相邻,故红某相对;
再由UR棱块和DR棱块可知绿色与黄和白色相邻,故绿蓝相对;
所以黄白相对。
( 3 )定心块
由F心、L心可知,B心为某色,R心为绿色。
假定:心块配色是上白下黄,则有DFR角块的D面为黄色,即DFR角块的配色为红绿黄;而此时,UBR角块的B面为红色,即UBR角块的配色为红绿黄。存在两个配色均为“红绿黄”的角块,假定错误。
故心块配色为:上黄下白,前红后某,左蓝右绿。
得如下的魔方状态图(后文软件程序中可考虑设置“某色”的概念。在这里为了与“待推断”位置区分,用“橙色”代表“某色”)。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=010111010000020000333330333444444044050555000666666666&move=[ 撕掉23张贴纸.推断出心块 ][/flash]
此时——
红色贴纸:用8剩1;
黄色贴纸:用9剩0;
绿色贴纸:用8剩1;
蓝色贴纸:用5剩4;
白色贴纸:用4剩5;
某色贴纸:用1剩8。
合计:用35剩19。
其中——
角块:用11剩13;
棱块:用18剩6;
心块:用6剩0。
( 4 )定顶层
(4.1)顶层棱块
由心块位置可知,顶层棱块的配色有黄红、黄绿、黄某和黄蓝四种,目前已有黄红、黄绿和黄蓝三种,缺黄某配色,故UB棱块为黄某配色,B面为某色。
(4.2)顶层角块
由心块位置可知,顶层与黄色相关的角块的配色有黄绿红、黄红蓝、黄蓝某和黄某绿四种,目前已有黄绿?、黄红?和黄?绿各一种,黄??一种。
调整视图,对照中心块间颜色的相对位置关系可以依次推断:UFR的F面为红色;UBR的B面为某色;UFL的L面为蓝色;UBL的B面为某色,L面为蓝色。
得如下的魔方状态图。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=010111111000020222333330333444444444050555000666666666&move=[ 撕掉23张贴纸.推断出顶层 ][/flash]
此时——
红色贴纸:用9剩0;
黄色贴纸:用9剩0;
绿色贴纸:用8剩1;
蓝色贴纸:用7剩2;
白色贴纸:用4剩5;
某色贴纸:用4剩5。
合计:用41剩13。
其中——
角块:用16剩8;
棱块:用19剩5;
心块:用6剩0。
( 5 )定前层
与顶层棱块同理,可知FR棱块的R面为绿色。
与顶层角块同理,可知UFR角块的D面为白色,UBL角块的L面为蓝色,D面为白色。
得如下的魔方状态图。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=110111111000020222333333333444444444555555000666666666&move=[ 撕掉23张贴纸.推断出前层 ][/flash]
此时——
红色贴纸:用9剩0;
黄色贴纸:用9剩0;
绿色贴纸:用9剩0;
蓝色贴纸:用8剩1;
白色贴纸:用6剩3;
某色贴纸:用4剩5。
合计:用45剩9。
其中——
角块:用19剩5;
棱块:用20剩4;
心块:用6剩0。
( 6 )定右层
与顶层棱块同理,可知BR棱块的B面为某色。
与顶层角块同理,可知DBR角块的B面为某色,D面为白色。
得如下的魔方状态图。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=110111111002022222333333333444444444555555005666666666&move=[ 撕掉23张贴纸.推断出右层 ][/flash]
此时——
红色贴纸:用9剩0;
黄色贴纸:用9剩0;
绿色贴纸:用9剩0;
蓝色贴纸:用8剩1;
白色贴纸:用7剩2;
某色贴纸:用4剩3。
合计:用48剩6。
其中——
角块:用21剩3;
棱块:用21剩3;
心块:用6剩0。
( 7 )定DBL角块
此时未解决的角块只剩一个,角块的贴纸颜色只剩下白、某和蓝三色。可用盲拧的编码确定角块的方向。
由盲拧的编码,取顶底面为高级面,前后面为中级面,左右面为低级面,(高中低级色类推,)则有角块的方向编码:00000?00。因和值必为3的整数倍,所以?=0,DBL角块的高级色白色在D面。又由心块的位置排布可知,白某蓝三色顺时针排布,故某色在B面,蓝色在L面。
得如下的魔方状态图。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=111111111202022222333333333444444444555555505666666666&move=[ 撕掉23张贴纸.推断出所有角块 ][/flash]
此时——
红色贴纸:用9剩0;
黄色贴纸:用9剩0;
绿色贴纸:用9剩0;
蓝色贴纸:用9剩0;
白色贴纸:用8剩1;
某色贴纸:用5剩2。
合计:用51剩3。
其中——
角块:用24剩0;
棱块:用21剩3;
心块:用6剩0。
( 8 )定BL棱块
与顶层棱块同理,可知BL棱块的B面为某色。
得如下的魔方状态图。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=111111111202222222333333333444444444555555505666666666&move=[ 撕掉23张贴纸.推断出BL棱块 ][/flash]
此时——
红色贴纸:用9剩0;
黄色贴纸:用9剩0;
绿色贴纸:用9剩0;
蓝色贴纸:用9剩0;
白色贴纸:用8剩1;
某色贴纸:用8剩1。
合计:用52剩2。
其中——
角块:用24剩0;
棱块:用22剩2;
心块:用6剩0。
( 9 )定DB棱块
此时未解决的棱块只剩一个,棱块的贴纸颜色只剩下白和某两色。可用盲拧的编码确定棱块的方向。
由盲拧的编码,取顶底面为高级面,前后面为中级面,左右面为低级面,(高中低级色类推,)则有棱块的方向编码:000000?00000。因和值必为2的整数倍,所以?=0,DB棱块的高级色白色在D面,中级色某色在B面。
得如下的魔方状态图。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=103456&move=[ 撕掉23张贴纸.推断出所有位置贴纸 ][/flash]
此时——
红色贴纸:用9剩0;
黄色贴纸:用9剩0;
绿色贴纸:用9剩0;
蓝色贴纸:用9剩0;
白色贴纸:用9剩0;
某色贴纸:用9剩0。
合计:用54剩0。
其中——
角块:用24剩0;
棱块:用24剩0;
心块:用6剩0。
明显的,虽然只推断出五种颜色且五面同色,第六种颜色未知,但是第六面同色(同为某色),故六面同色,魔方处于“复原态”。
=====================================================================
将前例“撕掉23张贴纸”打乱,你会惊奇地发现,按照前述的推断过程依然可以正确推导出剩余位置贴纸的颜色。这也是我猜测任意正确魔方状态都对应着同一个M值的依据所在。
只不过思路是可以照搬照套,但是在位置的描述上存在不小的差异,看着相当费神。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&face=010111010000000000333300333444444044050505000666606666&initmove=U2 L R' D F' U' D B2 F' D R F2 B U2 R' L B F2 L' U2 B D R2 B2 F&move=[撕掉23张贴纸.打乱][/flash]
对于打乱状态,你需要一支笔和一张纸及时记录现有条件及推断成果并绘制样图,这样才能更好地“继续而有序”地进行推断。
下面的这个便是打乱公式,你推断完后,可以对照一下。
[flash=250,300]http://mf8.com.cn/flash/cube3.swf?&move=[撕掉23张贴纸.打乱]U2 L R' D F' U' D B2 F' D R F2 B U2 R' L B F2 L' U2 B D R2 B2 F[/flash]
细心的你也许已经注意到,这个“撕掉23张贴纸”的例子的推断过程并没有像“撕掉7张贴纸”的例子那样涉及诸如基态簇、扰动簇的原理。
其实,这个“撕掉23张贴纸”的例子中的UF棱块的两张贴纸是可以撕掉其中的一张的,然后就可能出现UF与UB的互换或者UF与FR的互换,于是,便可以运用基态簇、扰动簇的原理来排除干扰项。
但是,如果也是先假设再排除,那么在复原态下便是一个复杂的推断过程,更不要说用人脑推广到任意状态了。
所以,目前的M值可以定为M=24,但是具体分析就不写出来了,相信大家一定能找到更好的方法来证明,甚至找到更好的方案将M值增至M=25,甚至更大。
我在这里不过是抛砖引玉罢了~~~~~~
[ 本帖最后由 migl 于 2009-9-22 10:33 编辑 ] |
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