مكعب روبيك لغز تفوق شهرته أي لغز آخر فما حكايته وما حله

في عيد ميلادي العاشر أهداني والدي هديةً مميزة احتفظت بها حتى هذه اللحظة. في الواقع لم تكن هدية تقليدية ولا مجرد لعبة عادية. هذه الهدية كانت عبارة عن لغزٍ جعلتني أجلس ساعات طويلة وأنا أحاول إيجاد طريقة صحيحة لحلها. وفي كل مرة كانت جهودي تنتهي بالفشل الذريع. فأترك لعبتي غاضباً وأنا عازم على عدم لمسها مرة أخرى. لكن وبعد أقل من يوم واحد أعود إلى خوض محاولة جديدة علّني أكتشف الحل. وأحل اللغز ولكن دون جدوى. وها أنا ذو شارفت على إتمام الأربعين من عمري ولا زلت عاجزاً عن حل اللغز. هل عرفتم عن أي لعبة أتكلم؟ إنها بالطبع المكعب السحري أو ما يسمى ب “مكعب روبيك”. ترى من ذلك العبقري الذي اخترعه. وهل ثمة طريقة معينة لترتيبه بطريقة سهلة سريعة؟ تعالوا في هذا المقال لنتعرف على مكعب روبيك وخوارزميات حله والبداية في قصة اختراعه.

قصة اختراع المكعب السحري “مكعب روبيك”

في الواقع يمكننا القول بأن سبب تسمية مكعب روبيك بهذا الاسم نسبة إلى مصممه أرنو روبيك الذي قام ببناء هذا المكعب السحري في فترة السبعينيات.

كان أرنو روبك يعمل مدرساً في قسم التصاميم الداخلية في إحدى أكاديميات الفنون التطبيقية في مدينة بودابست. ومن ثم كانت غايته من بناء هذا المكعب السحري الذي أطلق عليه فيما بعد اسم مكعب روبيك نسبة إليه. ولكن كانت غايته من تصميمه هو أن يكون بمثابة أداة ووسيلة تعليمية تمكن طلابه من إدراك الكائنات الثلاثية الأبعاد. بالإضافة إلى ذلك التوصل إلى آلية أو هيكلية معينة تسمح بنقل أقسام مستقلة من شكل مترابط دون أن ينهار بأكمله. ومن ثم كانت المفاجأة والصدمة الكبيرة حين أدرك أنه لم يخترع وسيلة تعليمية وحسب. بل اخترع لغزاً محيراً وصعباً حين قام بمحاولة إعادة تشكيله للمرة الأولى.

تجارب سابقة قبل اختراع مكعب روبيك

في الواقع ثمة بعض المحاولات الجيدة التي سبقت اختراع روبيك لمكعبه السحري والتي حازت على براءات اختراع ومن أهمها:

• في شهر آذار من عام ألف وتسعمئة وسبعين اخترع لاري نيكولز لغزاً مُكَوَّنًا من قطع قابلة للتدوير موزعة في مجموعات وقد كانت أبعاد هذا اللغز 2 × 2 × 2. كما واستخدم نيكولز المغناطيس لتثبيت قطع اللغز الذي ابتكره. و ثم في الحادي عشر من شهر نيسان من عام ألف وتسعمئة واثنين وسبعين منحت كندا لاري نيكولز براءة اختراع لغزه هذا.
•  قام فرانك فوكس باختراع لغز كروي الشكل أبعاده 3 × 3 × 3 في التاسع من نيسان عام ألف وتسعمئة وسبعين و من ثم تقدم فرانك فوكس بطلب الحصول على براءة اختراعه وحصل عليها في السادس عشر من شهر كانون الثاني من عام ألف وتسعمئة وأربع وسبعين من المملكة المتحدة.

تخزين ألغاز المكعب على الكومبيوتر

مع تقدم العلم وتطور التكنولوجيا لم يعد اللعب بمكعب روبك مقتصراً عليه كمجسم محمول باليد. بل أصبح هناك برامج خاصة يتم بواسطتها تخزين ألعاب تحاكي في مضمونها مكعب روبيك على الحاسوب. حيث يتم بواسطة هذه البرامج تخزين مواقع المكعب وتسجيل قياسات اللاعب ويمكن للاعب القيام بعملية ترتيب المكعب ومحاولة حل لغزه.

ومن الجدير بالذكر أن العديد من المسابقات تتم عبر الإنترنيت لحل لغز مكعب روبيك. حيث يتم بواسطة برامج خاصة على الكومبيوتر تحليل تسلسل الحركات وعملية التحويل بين رموز النقل المتنوعة. وبواسطة هذه البرامج على الكومبيوتر يمكن إدخال ألغاز افتراضية لمكعبات ذات أبعاد أكثر من أبعاد المكعب الحقيقي التي لا يمكن بناؤها على أرض الواقع. ذلك أن هذه البرمجيات تمكن من محاكاة الألغاز الكبيرة مثل مكعبات 1000 × 10000 × 1000 وهذه الأبعاد كبيرة جِدًّا بالنسبة لمكعب روبيك.

تحريك مكعب روبيك بطريقة مدروسة

قام أحد المهتمين بلغز مكعب روبيك ويدعى ديفد سينغمايتر بوضع رموز لمكعب روبيك ذي الأبعاد 3 × 3 × 3 تشكل دَلِيلاً للقيام بحركات متسلسلة تسمى “خوارزمية” تتيح هذه الخوارزمية استخدام الرموز في حل اللغز. وتنظيم الألوان على وجوه المكعب هذه الرموز المستخدمة في الخوارزمية هي عبارة عن أحرف لاتينية لها دلالات معينة وهي:

•  “F” مشتق من كلمة Front وتعني الواجهة ويدل عل الجانب المواجه للشخص الذي يحل اللغز.
•  “B” مشتق من الكلمة الإنكليزية Back أي الخلف وهو الجانب المقابل للواجهة.
•  “U” من كلمة Up أي الوجه الأعلى للمكعب.
•  “D” من كلمة Down أي الوجه السفلي للمكتب.
• “L” مشتق من كلمة Left ويقصد بها الجانب الأيسر من الكعب المجاور للجزء الأمامي.
• “R” من كلمة Right وتعني اليمين. ويقصد بها الوجه اليميني من المكعب المجاور للجزء الأمامي.

هذا بالنسبة إلى وجوه المكعب أما بالنسبة إلى طبقاته فهنالك حرف لاتيني للدلالة على كل طبقة وهي:

• “f” رمز الطبقة المتوسطة للواجهة من مكعب روبيك.
•  “b” رمز الطبقة المتوسطة الخلفية من مكعب روبيك.
•  u ويدل على الطبقة الوسطى العليا.
• d ويدل على الطبقة الوسط السفلى
•  I ويدل على طبقتي اليسار

الحلول المثالية للغز المكعب

قام ديفد سينغماستر بوضع كتاب “ماجيك كيوب” حيث بين في هذا الكتاب طريقة الحل الأمثل للغز مكعب روبيك وذلك عن طريق مجموعة من الحركات على طبقات المكعب ويبدأ حل اللغز بحل طبقة الأعلى “U” ثم يليها حل الطبقة الوسطى. ثم تليها الطبقة النهائية ثم طبقة القاع. ومن ثم باتباع هذا الأسلوب في الحل يمكن حل اللغز في أقل من دقيقة وبعدد من الحركات أقل من مئة حركة. كما ونشر سينغماستر في كتابه مجموعة من الحلول الأخرى كأسلوب الحل اِعْتِمَادًا عل الزوايا وأسلوب حل آخر هو مزيج من الحلين السابقين.

أشكال المكعب

في الواقع من الخطأ الاعتقاد بوجود شكل واحد ومحدد لمكعب روبيك. إذ إن هناك أشكال مختلفة منه ومن هذه الأشكال مكعب ميني أو ما يطلق عليه اسم مكعب الجيب والذي يتكون من سبع طبقات وأبعاده هي 2 × 2 × 2. وشكل ثاني أكبر حجماً أبعاده 3 × 3 × 3 وهناك أيضاً “ماجستير مكعب” أبعاده 4 × 4 × 4. ومكعبات أخرى أبعادها 5 × 5 × 5 ويطلق عليها “أستاذ في المكعب” وهناك نسخة إلكترونية من مكعب روبيك هو مكعب “CESaillr” للتكنولوجيا.

كما وهو عبارة عن بديل إلكتروني للمكعب الأصلي 3 × 3 × 3 وفي هذه اللعبة الإلكترونية. يوجد نوعا المفاتيح الصفوف والأعمدة. وعند الضغط على المفاتيح يظهر مؤشر يدل على اتجاه دوران الأعمدة. وبذلك تؤدي كل ضغطة إلى تغيير الألوان وحدوث تناوب حقيقي. في محاولة لتوحيد ألوان كل وجه وبالتالي حل اللغز. ونظراً لأهمية هذا اللغز وقيمته العالية فقد تم عرضه في المعرض الذي تقيمه تايوان لتصاميم طلاب الكليات. عام ألفين وثمانية.

في الختام يمكننا القول بأن مكعب روبيك لعبة مفيدة تنمي ذكاء أطفالنا. وتحفّز عقولهم على الإبداع. لذا ينصحك فريق ملهمون باقتناء هذا المكعب في منزلك. ومحاولة ترتيبه وحل اللغز من وقت إلى آخر. أما بالنسبة لي فلن أخسر التحدي. وسأستمر في المحاولة حتى أنجح في حله وأكون ملهماً حقيقياً.