查看“四阶魔方”的源代码

{{noteTA
|T=zh-cn:四阶魔方; zh-tw:四階魔術方塊; zh-hk:四階扭計骰;
|1=zh:扭計骰;zh-hans:魔方;zh-hk:扭計骰;zh-tw:魔術方塊;
}}
[[File:Rubiks_revenge_solved.jpg|thumb|right|200px|四阶魔方]]
[[File:Rubiks_revenge_scrambled.jpg|thumb|right|200px|打乱的四阶魔方]]
[[File:Rubiks_revenge_tilt.jpg|thumb|right|200px|转动中的四阶魔方]]
'''四阶扭計骰'''（[[英語]]：Rubik's Revenge），为4×4×4的立方体结构。发明人为[[彼得·塞波斯坦尼]]（Peter Sebesteny），四阶魔方起初稱作為Sebesteny魔方，后来在[[生产]]前最终定名为“Rubik's Revenge”来吸引魔方爱好者，因为这个名字在[[英语]]中有[[復仇]]的意思。

和[[魔方|三阶魔方]]不同的是，四阶魔方没有每面不动的中心方块，所以四阶魔方的复原方法与众不同，要先复原中心块和成对的边块形成一个大号的三阶魔方，再用原来的方法复原。

一家名叫东贤（East Sheen）的公司发明了一种新的复原方法：使用三阶魔方的方法先复原边块和角块，再复原中心块。

==发展历史==
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{{off-topic|time=2018-07-23T12:31:40+00:00}}
1974年，魯比克教授發明了第一個魔方，即3×3×3立方体结构的“[[三阶魔方]]”（當時稱作Magic Cube），並在1975年獲得匈牙利專利號HU170062，但沒有申請國際專利。第一批三阶魔方於1977年在[[布達佩斯]]的玩具店販售<ref name="Rubik's history">[http://www.rubiks.com/World/Rubiks%20history.aspx http://www.rubiks.com/World/Rubiks%20history.aspx]</ref>。與Nichols的魔方不同，魯比克教授的零件是像卡榫一般互相咬合在一起，不容易因為外力而分開，而且可以以任何材質製作。

1979年[[九月]]，Ideal Toys公司將魔方帶至全世界，並於1980年一、二月在[[倫敦]]、[[巴黎]]和[[美國]]的國際玩具博覽會亮相。

展出之後，Ideal Toys公司將魔方的名稱改為Rubik's Cube，1980年[[五月]]，第一批魔方在匈牙利出口<ref name="Rubik's history" />。

魔方廣為大眾喜愛是在1980年代。從1980年到1982年，總共售出了將近200萬個魔方。據估計，1980年代中期，全世界有五分之一的人在玩魔術方塊<ref name="cube facts">[http://www.rubiks.com/World/Cube%20facts.aspx http://www.rubiks.com/World/Cube%20facts.aspx]</ref>。

由於魔方的巨大商機，1983年魯比克教授和他的合夥人一同開發了[[二阶魔方|二階]]和[[四階魔方|四階]]魔方<ref>二階魔術方塊{{US patent|4378117}}，四階魔術方塊{{US patent|4421311}}</ref>。並於1986年製造了五階魔方<ref>五階魔術方塊{{US patent|4600199}}</ref>。

==变化数==

四阶魔方总共有8个角块，24个[[邊 (魔術方塊)|边块]]和24个中心块。

其角块的变幻状态和[[二阶魔方]]相同，所以总共有8!×3<sup>7</sup>种变化状态。

每种颜色的四个中心块可以不区别位置，所以总共有24!/(4!<sup>6</sup>)种变化状态。

24个边块不能进行随意换位，而每一组颜色相同的两块[[邊 (魔術方塊)|边块]]是有区别的，因为边块关系到两个面的颜色。所以边块的变化总数总共有24!种。

由于在空间变幻中状态相同而颜色不同的状态会被重复计算，所以真正的状态数还应该除以24。

所以四阶魔方的总状态数为

:<math>\frac{8! \cdot 3^7 \cdot 24!^2}{4!^6 \cdot 24} \approx 7.4 \cdot 10^{45}</math> 

即7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000种变化。

==机械结构==
[[File:Unassembled Rubik's Revenge.JPG|right|thumb|四階魔方的零件〈第一種〉]]
[[File:Disassembled Eastsheen 4×4×4.jpg|thumb|四階魔方的零件〈第二種〉]]
四階魔術方塊總共有8個角塊，24個邊塊和24個中心塊，，它的構成分為兩類：
:第一類中心是一個球體，每個週邊的小塊連接着中心球的滑軌，在運動時候會沿着用力方向在滑軌上滑動。
:第二類是以軸為核心的四階魔術方塊，這類魔術方塊的構成非常複雜，除了中心球和週邊塊外還有很多附加件。
作為競速運動來說第二種構成的四階魔術方塊運動速度快，不易在高速轉動中卡住。

==復原方法==
===术语===
:*U：上层
:*MU：上数第二层
:*D：下层
:*MD：下数第二层
:*L：左侧层
:*ML：左数第二层
:*R：右侧层
:*MR：右数第二层
:*F：前层
:*MF：前数第二层
:*B：后层
:*MB：后数第二层
===降阶法===
降阶法即是将四阶魔方“降阶”为三阶魔方，随后按三阶魔方进行还原。{{efn|1=参见[https://mp.weixin.qq.com/s/vlkH23qrguRTxuQU74-ecA 四阶魔方还原教程（降阶法）——碧海风云]}}

{|
|- align="center"
! 第一阶段
! 第二阶段
! 第三阶段
! 第四阶段

|- align="center"
| [[File:四阶魔方 step0 1.png|150px]]
| [[File:四阶魔方 step0 2.png|150px]]
| [[File:四阶魔方 step0 3.png|150px]]
| [[File:四阶魔方 step0 4.png|150px]]

|- align="center"
| 还原中心块。<br>将四阶魔方中央四个小中心块颜色对齐，将其当做三阶魔方的中心块。
| 合并棱边。<br>将四阶魔方每条棱边上的两个棱块颜色对齐，将其当做三阶魔方的棱块。
| 按三阶魔方还原。<br>此时，已完成“降阶”动作，随后按三阶魔方进行还原。
| 特殊情况校正。<br>因为四阶魔方的中心块位置不是相对固定的，所以“降阶”后的“三阶魔方”会出现两类“特殊情况”，需要进行校正，此后继续按三阶魔方还原。

|}

== 注釋 ==
{{Notelist|2}}

==参考文献==
{{reflist|2}}

==外部链接==
* [https://mp.weixin.qq.com/s/vlkH23qrguRTxuQU74-ecA 四阶魔方还原教程（降阶法）——碧海风云]
* [https://web.archive.org/web/20090221111503/http://www.qdnbp.com/zhanghui/Blogs/mofang/200812/20081226184405.Html 四阶魔方解法java动画+公式]
* [https://web.archive.org/web/20100112102322/http://dragoncube.org/4x4x4.html 四阶魔方解法]
* [http://www.speedcubing.com/chris/4-presolution.html 四阶魔方英文解法]
* [http://mofang.zhuantizhan.com 魔方专题站]{{dead link|date=2017年12月 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}

{{魔方}}

[[Category:魔術方塊]]