A змейка Рубика (также кручение Рубика, Рубик трансформер змей, змея Рубика головоломка) является игрушкой с 24 клиньями, которые являются правильными равнобедренными треугольными призмами. Клинья соединяются пружинными болтами, поэтому их можно закручивать, но не разъединять. Скручивая Змею Рубика, можно сделать ее похожей на самые разные предметы, животных или геометрические формы. Форма «шара» в упаковке - неоднородный вогнутый ромбокубооктаэдр.
Змею изобрел Эрно Рубик, более известный как изобретатель кубика Рубика.
«Змея Рубика» была выпущена в 1981 году в разгар увлечения кубиком Рубика. По словам Эрне Рубика : «Змея - это не проблема, которую нужно решать; она предлагает бесконечные возможности комбинирования. Это инструмент для проверки идей формы в пространстве. Говоря теоретически, количество комбинаций змеи ограничено. Но говоря практически, это число безгранично, и одной жизни недостаточно, чтобы реализовать все его возможности ».
24 призмы выровнены в ряд с чередующейся ориентацией (нормальная и перевернутая). Каждая призма может принимать 4 различных положения, каждое со смещением 90 °. Обычно призмы имеют чередующиеся цвета.
Шаги, необходимые для создания произвольной формы или фигуры, можно описать разными способами.
Одна из распространенных стартовых конфигураций - это прямая планка с чередующимися верхней и нижней призмами, с прямоугольными гранями, обращенными вверх и вниз, и треугольными гранями, обращенными к игроку. 12 нижних призм пронумерованы от 1 до 12, начиная слева, а левая и правая наклонные грани этих призм обозначены L и R соответственно. Последняя из верхних призм находится справа, поэтому у L-грани призмы 1 нет смежной призмы.
Четыре возможных положения соседней призмы на каждой наклонной поверхности L и R пронумерованы 0, 1, 2 и 3 (что соответствует количеству поворотов между нижней призмой и призмой, примыкающей к L или R). Нумерация основана на постоянном повороте соседней призмы так, чтобы она поворачивалась к игроку: позиция 1 поворачивает соседние блоки к ним, позиция 2 поворачивает на 90 °, а позиция 3 поворачивает соседний блок от игрока. Позиция 0 - это начальная позиция, поэтому она не указывается явно в пошаговых инструкциях.
Используя эти правила, поворот можно описать просто как:
Пример рисунка | Инструкции по скручиванию |
---|---|
Кот 9R2-9L2-8L2-7R2-6R2-6L2-5L3-4L2-3R2-2R2-2L2 | |
Три вершины 6R1-6L3-5R2-5L3-4R2-4L1-1R1-3L3-3R2-7L2-7R3-8L1-8R2-9L1-9R2-10L3-12R3-11L1-10R2 |
Положение 23 поворотных площадок также можно записать непосредственно друг за другом. Здесь позиции 0, 1, 2 и 3 всегда основаны на степенях поворота между правыми призмами относительно левой призмы, если смотреть справа от оси вращения. Однако это обозначение непрактично для человека-читателя, потому что трудно определить порядок поворотов.
Вместо цифр Альберт Фьоре использует буквы для обозначения направления, в котором вторая (правая) секция поворачивается относительно первой (левой) секции: D, L, U и R. Они перечислены последовательно, а не пронумерованы, так что полностью прямая фигура, а не предполагаемая в качестве отправной точки, обозначается как DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD.
Количество различных форм Змеи Рубика не более 4 23 = 70 368 744 177 664 ( ≈ 7 × 10 13 или 70 трлн), т.е. 23 зоны поворота по 4 позиции каждая. Реальное количество различных форм меньше, так как некоторые конфигурации пространственно невозможны (потому что они потребовали бы нескольких призм, чтобы занять одну и ту же область пространства). Беркес Даниэль и Якаб Ференц вычислили путем исчерпывающего поиска, что 13 535 886 319 159 (≈ 1,4 × 10 13 или 14 триллионов) положений возможны при запрете столкновений призм или прохождении через столкновение для достижения другого положения; или же 6 770 518 220 623 (≈ 6,8 × 10 12), когда зеркальные изображения (определяемые как та же последовательность поворотов, но с другого конца змеи) считаются одной позицией.