这篇四阶魔方教程用降阶法教你还原 4x4 魔方(英文叫 Rubik’s Revenge)。思路很简单:把四阶的小块拼成大块,直到它的转动方式和三阶一模一样。先拼好六个中心,再把棱块两两拼在一起,然后用你已经会的三阶方法还原。最后可能碰到两种四阶特有的情况,叫特殊情况,也就是常说的翻棱和换棱,各有一条公式,下面都有 3D 演示。
开始之前你应该已经会还原三阶。还不会的话,先学魔方教程里的层先法:这篇教程的第三步就是整套三阶方法。
开始之前:四阶魔方和三阶有什么不同
认识块。 四阶和三阶一样有 8 个角块。它有 24 个棱块,魔方的 12 条棱上每条两个,两个颜色相同的棱块我们叫「一对」。它有 24 个中心块,每个面四个。和三阶不同的是,中心块不是固定的:转内层的时候它们会跟着跑,所以没有哪个中心块能告诉你这一面该是什么颜色。拼中心的时候要由你自己决定。
认识额外的符号。 外层转动和三阶用一样的字母:R、L、U、D、F、B,加 ′ 表示逆时针,加 2 表示半圈。四阶多了两种转动:
- Rw(宽层转动)把右边两层一起转,就像把外层和内层捏在一起转。Uw、Lw 等同理。
- 2R 只转右数第二层,也就是内层,不带外层。2U、2L 等同理。
有些教程把内层写成小写 r,另一些教程又用小写 r 表示宽层。为了避免混淆,这篇教程宽层一律写 Rw,内层一律写 2R。魔方公式字母含义页面有外层转动的 3D 演示。
用标准配色。 因为中心块可以到处跑,你必须把它们摆成和还原状态一样的位置:白对黄、蓝对绿、红对橙。白色朝上、绿色朝前看一颗还原的魔方,红色在右边。不确定的话看一个角块:白、绿、红角块告诉你,白色朝上时红色必须在绿色的右边。
第一次会很久。 照着教程第一次还原四阶可能要一到两个小时,这很正常。到第三、四次,大多数人 10 到 15 分钟就能完成。
第一步:拼中心
第一个目标是六个完整的中心:每个面拼出一个 2x2 的同色中心块,而且要按标准配色排列。角块和棱块暂时不管。
白色中心。 拿起魔方,找白色中心块。先在一个面上拼出两片白色中心块组成的 1x2 长条,再拼第二条,然后把两条合成 2x2。这一步可以靠直觉用内层转动完成:把一片白色转到你正在拼的那一面附近,转动那一面让它挨着已有的那片,再用内层转动把它送进去。慢慢来,这是最需要动脑的一步。
黄色中心。 把魔方转成白色朝下,在顶面拼黄色中心。现在底面不能再破坏,所以只能用 Rw、Rw′ 这类做完马上还原的宽层转动,以及顶层转动。
最后四个中心。 它们围在中间一圈:蓝、红、绿、橙,顺序不能错。每个都由两条 1x2 长条拼成。关键技巧是插入动作:顶面上有一条长条对准前面时,做 Rw U Rw′(或者它的镜像),把前面的块带到顶面再带回来,从而换掉前面的块。看清每一步对顶面和前面的影响:三个转动只交换你想交换的那两条。
Rw U Rw′
演示拼完最后两个中心。开始时顶面和前面各有一条颜色不对的长条,做完之后两面都完整了。最后几个外层转动说明:其他块在动的时候,中心不会散。
继续之前检查一下配色:白色朝下、黄色朝上时,侧面四个中心沿一个方向依次是蓝、红、绿、橙,和还原的三阶一样。如果两个相邻的侧面中心装反了,魔方就还原不了;现在就把它们换过来。
第二步:拼棱
现在把 24 个棱块两两拼成 12 条完整的棱。一条棱拼好之后,它的两个块并排显示相同的两种颜色,从此就和一个三阶棱块一样了。
时刻记着中心:你可以转内层,但开始下一对之前必须把内层转回去。下面的方法会自动做到这一点,它常被叫做**「切、翻、切」**:
- 白色朝下拿魔方。找出同一条棱的两个块,比如两个白红棱块。
- 用外层转动把其中一个放到中层的左前方,另一个放到中层的右前方,相同的颜色朝着你。只用外层转动,中心才不会散。
- 看它们的高度。左边的块要在中层偏上的那一行,右边的块要在中层偏下的那一行(或者反过来),这样转上面的内层(Uw′)就能把它们合到同一边。
- 做下面的公式。Uw′ 把两个块合成一对;R U R′ F R′ F′ R 把拼好的这一对送到顶层,同时换一条没拼的棱进来;Uw 把中心转回去。
Uw′ R U R′ F R′ F′ R Uw
每条棱都这样做。前八条很容易,因为有足够的地方摆放块。最后两三条可能需要再做一次公式,把一个没拼的块换到位置上。拼好的对放在顶层和底层,公式只用右侧当作暂存位。
演示拼好一条棱并把中心转回去,然后展示外层转动不会拆散任何一对。十二条棱全部拼好、六个中心仍然完整的时候,四阶就降阶成三阶了。
第三步:当成三阶魔方还原
从现在开始,把每个 2x2 中心当作一个中心块,把每一对棱当作一个棱块,而且只转外层(R、U、F、L、D、B)。内层不能动,否则刚拼好的中心和棱对会散。
用三阶层先法还原:
- 底面白色十字,每个棱块都对上侧面中心。
- 白色角块。
- 中层棱块。
- 顶面黄色十字,用 F R U R′ U′ F′。
- 黄色棱块对上侧面中心。
- 黄色角块归位。
- 黄色角块翻正。
三阶教程里的每条公式都能原样使用,因为四阶的外层转动移动拼好的棱和中心的方式,和三阶完全一样。演示在四阶上做的是黄色十字公式。
大约一半的还原会一路顺利到底。另一半会碰到两种三阶上绝不会出现的情况,叫作特殊情况(parity)。这不是你的错:它们来自拼棱的方式,而且事先看不出来。接下来两步就是处理它们。
第四步:处理翻棱(OLL 特殊情况)
怎么认。 拼顶面黄色十字的时候,朝上的黄色棱块是奇数个:一个或三个,而不是零、两个或四个。三阶上这不可能发生。四阶上它表示顶层有一条棱是翻转的,这就是翻棱。
怎么解。 拿魔方时让翻转的棱在顶层前面(黄色贴纸朝着你),然后做这条公式:
2R2 B2 U2 2L U2 2R′ U2 2R U2 F2 2R F2 2L′ B2 2R2
公式很长,但有节奏:内层、两个半圈、内层。慢慢练,注意区分内层转动(2R、2L)和外层半圈(B2、U2、F2)。这条公式把顶层前面的棱原地翻过来,魔方其他部分保持原样,包括前两层。
做完之后朝上的黄色棱块就是偶数个,可以接着做三阶方法第四步的黄色十字。
演示从一颗只有顶层一条棱翻转的魔方开始,把它翻回来。
第五步:处理换棱(PLL 特殊情况)
怎么认。 顶面已经全黄,但最后顶层有两条棱互换了位置,或者看起来两个角块互换了,而三阶公式怎么做都解不开。最常见的样子:一切都对,只有顶层前后两条棱互换了。这就是换棱。
怎么解。 转动顶层,让互换的两条棱在顶层的前面和后面,然后做:
2R2 U2 2R2 Uw2 2R2 2U2
这条公式交换顶层前后两条棱。它很短:三个内层半圈、一个外层半圈、两个上面两层的半圈。如果特殊情况的样子不一样,比如看起来是两个角块互换,也先做一次这条公式,然后回到三阶方法的第五步:这时的情况已经变成三阶步骤能解决的了。
演示从一颗只有顶层两条棱互换的魔方开始。
这一步做完,四阶魔方就还原了。恭喜:三阶和四阶你都会了,而同样的降阶思路可以一路用到五阶和更大的魔方。
四阶魔方常见问题
拼棱的时候中心散了。 每次转内层都必须转回去。在「切、翻、切」公式里,开头的 Uw′ 和结尾的 Uw 互相抵消;忘了最后那个 Uw,侧面中心就会错位。
第三步拼好的棱对散了。 你不小心转了内层,常见原因是习惯性地做了宽层转动。检查第三步是不是只用了外层转动。
最后怎么都还原不了。 检查中心颜色:第一步如果把两个侧面中心的顺序放反了,任何公式都救不回来,要从拼中心重新开始。
四阶魔方还原之后,练什么
能照着教程还原四阶之后,用在线魔方计时器计时,目标先定在五分钟以内。大部分时间都花在拼棱上,练习也最该练这里。速拧玩家会一次拼好几条棱,也会学更短的特殊情况公式,但降阶法本身一直到七阶都是一样的。拧乱了自己解不开的时候,四阶魔方求解器会把你这颗魔方的解法按拼中心、拼棱、特殊情况和三阶四个阶段列出来。