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文化 | 史话

魔方之美:从数学家的玩具到"鲁比克主义"的兴起

日期:2017-12-19    来源:网易新闻    作者:唐丹妮    浏览:1549    评论更精彩

魔方自发明至今仅30余年,却已成为史上最具吸引力的玩具。魔方的魔力和魔方本身一样难以琢磨。为什么人们要把生命浪费在这个晦涩、耗时而无用的东西上呢。对此,魔方发明者的态度是:生活本身就是解谜。
  在20世纪80年代初,流行着一则关于魔方的传言。著名数学家约翰·康威的一个研究生在玩魔方时,不小心把胡子卷了进去,结果慢慢地整个人都被拽进了魔方。如果能把魔方还原到他被困住之前的状态,他就可以回来。于是康威让剑桥的所有电脑都开始运算,希望能找到匹配的状态,以求在屏幕上看到失踪的研究生。最终,仍无法算出,那个可怜的人被永远地困在了魔方里。
 
  这个故事毋庸置疑是虚构的,却呈现出魔方的两个鲜明特点:变化多端、魔力非凡。当时德国的一则魔方广告语为:“别碰它,它不会放开你。”这个警告式的宣传语极具预言意味:任何人接触到魔方,都会在极短的时间内迷恋上它。的确,魔方自发明至今仅30年,已成为史上最具吸引力的玩具。自魔方发明以来,至少有3亿5千万个正版魔方被售出,同时还有无数仿制品在各个角落快速流传。如果把这些魔方一个挨一个地叠在一块,足可以从南极排到北极。
 
  数学家的玩具
 
  魔力起源于1974年的春天。在匈牙利的首都布达佩斯的应用工艺美术学院(Academy of Applied Arts and Crafts),讲师厄尔诺·鲁比克正在给室内设计系上三维设计课。这堂课,学生需要了解大立方体可分成8个小立方体,以及它们之间的关系。让学生用硬纸做出模型是种常规的教学手段:把大立方体的6个面刷上不同的颜色,以便观察8个小立方体和大立方体的关系。学生们鼓捣着各自手中的立方体,随机转动,让大立方体产生变化,这引发了鲁比克的突发奇想:这该是个多么有趣的玩具。
 
  用了6周时间,鲁比克就设计出了玩具的基本结构。大立方体由26个小立方体构成,其中所有的小立方体不再是零散的独立存在,鲁比克用弹簧和螺丝把它们巧妙地连接起来,同时还得保证它们是可以转动的——每个同排的立方体都可以一起转动,最终可以保证每个立方体都可以以某种方式转动。
 
  鲁比克发明的这个魔方是现在最为常见的三阶魔方(3×3×3)。第一个魔方的原型是木头做的削角魔方。而后完成的魔方,就非常接近后来常见的魔方了,由26个小立方体构成,材料是硬塑料,并且六个面有着不同的颜色。
 
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  接下来,如何让所有小立方体回到初始的位置,即让大立方体每个面的颜色复原,成了鲁比克的唯一任务。1个月后,鲁比克全凭大脑的运转,找到了还原的方法(魔方公式的出现,是后来的事情了)。鲁比克把这个新玩具叫做“魔法方块”(Magic Cube)。三年后,在1977年12月31日,魔法方块拿到了匈牙利专利。可在当时,这个难度太大的玩具并不被看好。最初它的风行,始于数学界。1978年,在赫尔辛基的国际数学家大会上,一种立方体玩具受到了数学家们的关注。世界顶级群论专家约翰·康威(John Horton Conway,前文提到的传言中研究生的导师)和几个有门路的知名数学家,都带了一些魔方参会。这个充分体现了“空间转换”神奇的玩具,瞬间抓住了数学家们的好奇心。康威当时就可以在4分钟内还原魔法方块。数学家们的好奇心与热情被激发出来,几十个魔法方块很快被抢空,没有拿到的人们都在打听可以去哪里搞到。就连数学杂志,都在登载文章介绍过与魔方的相关数学概念。数学家们的魔方狂热,很快使魔法方块的神秘面纱逐步被揭开,魔方公式也开始被创造出来。
 
  数学家大卫·辛格马斯特(David Singmaster)创造出一套用字母来描述魔方的面、块及转动方式的符号,这套方式成为国际通用的符号,为玩家交流解法提供了标准、便捷的描述基础,以避免因为配色不同而导致的沟通不畅。1979年2月,他首次出版了《“魔法方块”手册》,书中包括与魔方有关的整套符号,并提供了解开魔方的方法。
 
  数学家们的共鸣,为魔方的流行打下了必要的基础。至少人们发现,魔方还是可解的。只是如此深奥的玩具,能否被“无知”的普通人接受是当时玩具生产厂商的疑虑:谁会愿意买一个昂贵又沉又丑又难玩的玩具来获得挫败感?
 
  后来的事实证明——成本可以降低,材料可以更换,外观可以改进,而难度所带来的挫败感,远远比不上解开魔方带来的成就感。Ideal玩具公司(Ideal Toy Corporation)决定于1979年底开始销售魔方。自此,魔方狂热很快席卷全球。
 
  世界的狂热
 
  由于发现任何刚接触到魔方的人,都会全身心投入,废寝忘食地琢磨。人们担心魔方(Magic Cube)会对人施了某种魔法——Magic(魔法、魔术)会引发关于恶灵的不好联想。为了避免此类谣言的影响,在推广魔方之前,人们决定重新为魔方命名。
 
  一度,人们想过用戈耳狄之结(Gordian Knot)来为其命名,以体现魔方的难度。传说在小亚细亚中西部一个古国弗里吉亚(Phrygia),国王戈耳狄俄斯(Gordius)一辆牛车的车辕和车轭上打了一个绳结,并把牛车放在宙斯神庙中。他声称,谁能解开这个绳结,谁就能成为亚细亚之王。几个世纪过去,一直无人可解。最终,它被亚历山大大帝(Alexander the Great)挥剑砍断。戈耳迪之结的结尾并不完美——它不是被解开的,而是被用暴力破坏了。于是,这个名字没被采用。
 
  最终推出时,魔方被命名为鲁比克方块(Rubik’s Cube),简单、直接、押韵,且朗朗上口。此前,还没有任何玩具是以发明人的名字命名的。1981年,“鲁比克方块”被收录到《大英百科全书》,1982年,该词进入《牛津英语字典》,被认可为官方叫法。
 
  1980年5月,鲁比克方块开始在全球发售,零售价格为6-7英镑。没人能想到这个价格不菲的小玩具,在刚上市的短短几周内,就风靡了世界,在当年秋天,就售出了超过2000万个。在1981年,出现了魔方“饥荒”,魔方在二手市场被卖到了15英镑。尽管盗版魔方当时就开始大量涌现,魔方仍然供不应求。人人都希望有自己的魔方。到1981年底,共有1亿个正版魔方被售出。据传,当年鲁比克就成为匈牙利首富。
 
  在当时,不管是什么职业、任何年龄的人们一接触到魔方,就立刻痴迷,各种事件层出不穷。开始时,故事还以无害的痴迷为主,例如闷在家中玩魔方,忘记上课、上班时间;在餐馆、火车等公共场所,跟着玩魔方者一起走动,忘记自己本来的目的地;橄榄球赛场上缺席的球员,被发现在更衣室里玩魔方;有人半夜偷溜进仇人的家里,把对方的魔方贴纸撕下来再乱贴一气,让他复原魔方的可能性为零。
 

 
  魔方解法的相关期刊与书籍也在这时大热。1979年,仅有《数学通报》、《科学美国人》等期刊从科学的角度重点介绍了魔方,当时只有十多本关于魔方的书籍。到了20世纪80年代初,《魔方研究》、《嗜魔瘾君子》等魔方专业刊物创刊,而以魔方为主题的书籍数量也以几何级数增长。仅1980年和1981年两年,就共有200多本面世,并且魔方类书籍一经推出,就会立刻登上销量排行榜的前位。其中,13岁的英国男孩帕特里克·博塞特根据自己玩魔方的经验,写出了畅销书《你也能复原魔方》(You Can Do The Cube)。该书被称为史上卖的最快的书,至少卖出了150万本,在当年占据了多个地区畅销书排行版的榜首位置。在这类书籍的影响和鼓励下,人们有了复原魔方的信心:邻居家的小男孩都可以,为什么我不可以?
 
  逐渐,魔方瘾君子们的事故开始升级:高中学生因为在路上玩魔方,时常撞到一起;丈夫痴迷魔方,而冷落妻子,导致家庭不和甚至破裂;人们长时间转动魔方,致使拇指肌腱和手腕产生损伤,导致“魔方指”和“鲁比克腕”的病症,严重者甚至需要进行手术。
 
  魔方之美:从数学家的玩具到鲁比克主义的兴起
 
  魔方如瘟疫般的流行方式,加上意志薄弱玩家的精神崩溃,都让魔方看起来像是一种恶性传染病。一些地方开始视魔方为毒品,有的学校规定禁止学生玩魔方。人们开始恐惧于魔方对生活的影响。
 
  1982年底,在“魔方瘟疫”统治世界两年后,“抵制魔方”的情绪滋生并蔓延,其速度,绝不亚于魔方的流行。愤怒的妻子、气恼的老板、怨声载道的同事和发现自己永远不可能解开魔方的失败者们终于统一了战线,把魔方视为危险品。人们把从魔方中解脱出的行为称为“改邪归正”。
 
  市场上开始出售不同颜色的贴纸,不会复原魔方的人们在魔方上贴上统一颜色的贴纸,假装魔方被复原了。失败者们的绝望和愤怒,还引发了单色魔方的出现——六个面都是同种颜色的魔方。更有甚者,人们还发明了一种魔方击破器(Cube Smasher)的木槌,用它可以把魔方敲碎。
 
  嘲弄魔方的书籍开始取代歌颂魔方的刊物而迅速占领市场。魔方俱乐部也纷纷关闭,仅剩一个留存。到了1983年底,整个世界对魔方的癫狂状态基本结束。尽管之后魔方又再度风行,再也没有回到鲁比克方块推出的最初两年整个世界对魔方的痴迷状态。魔方不再是社会危险品,而定位于一个永不过时的经典玩具。
 
  魔而不方
 
  这样一种把数学的美丽带入现实生活的玩具,永远都不会因为乏味而丧失魅力。抛开任何公式,很少有人能靠自己单独解开魔方。大部分人抓到魔方后都会鼓捣好一阵子,然后开始求助于魔方公式。照着公式解开后,人们对魔方的热情才刚刚开始。在好奇心的驱使下,他们会把更多的时间放在理解魔方上:它到底是一个怎样的东西,为什么会有如此多的变化。
 
  魔方的寓意很直接:它很小,却很棘手;你不知道方法,就永远解不开。魔方的美丽,不在于它的方,而在于它的运转方式和它对于人类的影响。很快,魔方开始出现在媒体上。首个被和魔方放到一块的是当时的西德总理赫尔穆特·施密特,他神情呆滞地拿着写有“失业的柏林”字样的魔方。
 
  至今为止,共有成百上千的书籍、杂志、电影和电视剧都是以魔方为主题的,更有数以百万计的网页和视频是与魔方相关的。从时装、建筑、音乐、影视、艺术到政治演讲中,都受到了魔方的影响,甚至有一段艺术时期被称为“鲁比克主义(Rubikubism)”。而魔方本身,也早也不仅仅是3×3×3的正方体。
 
  在鲁比克魔方推出之后,更多的变体魔方和改装版本开始推出。世界各地的魔方爱好者,都在发挥自己的想象力与创造力,发明出更多奇形怪状的魔方: 对魔方狂热者来说,等待新魔方的发明和制造的过程实在是一种煎熬,一些人开始自行手工制造原创型的魔方。成千上万种不同材料、不同造型、不同结构的改装魔方在20世纪80年代涌现出来,其中很大一部分已经不是方块——球形、星型、减棱、削角、正四面体、八边形、斜方十二面体、正十二面体(五魔)、十四面体、空心……它们不能被称之为“方”,只剩“魔”。此外还有粽子魔方、奶酪块魔方、镜面魔方、超级X……其中许多初始状态就极为不寻常,打乱之后,更是难以置信。就连制作者本人,也得思考好半天“到底该从哪里开始”。
 
  解谜魔方,一直都有着超强的吸引力。对于普通玩家来说,他们的关注点在于“玩”,而不是“算”,并通过参加比赛来相互交流。早在1981年,各地就开始有自发的魔方比赛,在当年秋天,魔方迷们专门成立8个魔方俱乐部用来交流。Ideal公司决定组织世界锦标赛,于1982年5月,在布达佩斯举行了第一届世界魔方锦标赛。
 
  来自19个国家的选手参加了比赛,使用的是标准配色、被数学家们设计打乱的魔方,获胜者是美国人,解开三阶魔方用时22.95秒。直到20年后,在2003年的多伦多才举办了第二届世界魔方锦标赛。目前官方比赛中,年龄最小的纪录保持者为4岁6个月10天的中国小女孩谢恩希;最年长的纪录保持者也是中国人——88岁的李新贤,而还原魔方用时最长的世界纪录保持者,是美国人格雷厄姆·帕克,他从第一次接触魔方直到解开魔方,共花费26年时间。
 
  究竟为什么魔方具有如此的魅力?也许,正是魔方发明者的那句话:生活本身就是解谜。
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