ルービックキューブ

概要

各面は3×3=9個の色の付いた正方形で構成されているが、立方体全体を見ると、頂点にあるコーナーキューブ8個、辺にあるエッジキューブ12個、各面の中央にあるセンターキューブ6個で構成されているのがわかる。
これらのキューブを、各列（行）ごとに自由に回転させることができる。回転に伴い、コーナーキューブやエッジキューブ（サブキューブとも言う）は場所が移動するが、センターキューブは回転するだけで移動しない所がポイントである。後に出た上位版のルービックリベンジでは各面が4×4に分割されておりセンターキューブ自体も他の面に移動できてしまうため、難易度は高くなる。オフィシャルのバリエーションでは他に、各面が5×5に分割されているプロフェッサーキューブや、2×2に分割されているポケットキューブがある。センターキューブに絵や文字が入り、向きや並び（リベンジ以上の場合）を揃える必要があるものもある。なお、センターキューブ、エッジキューブ、コーナーキューブはそれぞれ1面体、2面体、3面体と呼ばれることもある。
遊び方は、キューブを回して色をバラバラに崩し、それを再度揃えるだけというシンプルなもの。
ルービックキューブの世界標準配色は、白を手前に見ると奥が黄色、そして側面が時計回りに青・赤・緑・橙色となっている。しかし、日本国内で正式にライセンスを受けて販売されているメガハウス製の旧品では、世界標準配色の黄と青が入れ替わっている、日本配色だった。なお、メガハウスから2013年に発売されたルービックキューブ ver2.0では配色が世界標準のものに是正されている。
ルービックキューブは基本的に分解可能であり、分解してからまた組み立てればパズルが苦手な人でも6面を完成させられる。最近では分解がほぼ不可能な物もある。

様々な種類

このような機構のパズルの中には、上記のルービックリベンジ、プロフェッサーキューブ、ポケットキューブ、V-CUBE 6、V-CUBE 7等の立方体のバリエーション以外にも正四面体のピラミンクスや正十二面体のメガミンクス等もある。また、形状は立方体だが立方体の角が回転するスキューブなどもある。正八面体や正二十面体のものもある。
正多面体以外の形状のものとしては、八角柱や立方八面体の形状のものもある。2006年に発表された「フロッピーキューブ」は、1×3×3 の直方体の形状をしている。この作品は国際パズルパーティーのコンペティションで入賞している。
また2×2の分割系ではキャラクターを模した物もあり、ハローキティを頭部と胴体部の間・全身の前後の間で分割している物や、ガンダムの頭部を分割した物などがある。
ルービックキューブに貯金箱の機能を備えた「ルービックキューブバンク」も登場している。なお、投入したコインの取り出しには、取り出し口のついた面のみを揃えればよい。

歴史

ルービックキューブは、ハンガリーの建築学者で、ブダペスト工科大学教授だったエルノー・ルービックが1974年に考案した。ルービック社公式サイトの説明によれば、彼は3次元幾何学を説明するための「動くモデル」を求め、ドナウ川の流動を見て発明のヒントを得たという。最初のキューブの原型は、木製の立方体であった（同サイトの“Rubik's history”で見られる）。ルービックは「マジック・キューブ」（魔法の立方体）という名前で特許を取得し、1977年にハンガリーの玩具製造会社「ポリテクニカ」から最初のキューブが発売される。その後、アメリカのメーカーであるアイデアル・トイ社が販売権を獲得し、マジック・キューブは発明者の名前を冠した「ルービックキューブ」の名前で世界的に発売された。
日本では1980年7月25日にツクダオリジナルから発売された。同年の6月には朝日新聞ですでにルービックキューブのことが数学者に注目されるパズルとして紹介されており、1980年から1981年には日本中でルービックキューブが大ブームとなった。ツクダオリジナルの代表取締役だった和久井威によると、ニューヨークのトイショーで見て15万個の販売権を1億円で獲得した。伊勢丹新宿店のアダルトホビー部門の担当者からパズルゲーム商品の要望を聞いていたことが、その背景にあった。価格を1480円で想定したところ、その担当者から「2000円ぐらいでも売れる」と言われて1980円にしたという。朝日新聞の記事に対しては読者から「どこで売っているのか」という反響があり、最終的にツクダオリジナルに確認（発売日）の問い合わせがされてそれが記事となった。この記事は、商品の関心を高める点で「効果的だった」と和久井は述べている。和久井は年内に2度訪米して追加発注の交渉をおこなったという。1981年2月には海賊版が出回る事態まで発生している。日本では、正規品だけでも発売から8か月の間に400万個以上という売り上げを記録した。
1981年1月31日には帝国ホテルで「第1回全日本キュービスト大会」が開催されて400人の参加者が集まった。6歳から68歳までと幅広い年齢層の愛好家が参加し、6面完成までの時間を競い合った。この大会での優勝記録は当時16歳の高校生が記録した2分37秒（3回の合計）となっている。優勝者には賞品として自動車が進呈された。
ツクダオリジナルでは1981年のゴールデンウィークに向けて30万個の追加発注をしたが、『機動戦士ガンダム』（ガンプラ）のブームが訪れたことで売れ行きは急減した。残った大量の在庫は、翌年のツクダの福袋に入れたほか、少しずつ売れ続けたことで10年かけて処理できたという。その後もルービックキューブは売れ続けており、世界ではこれまで約3億5000万個が販売されている。
日本では、6面完成をさせた者に対して認定証が贈られるシステムがある。もともとは発売元のツクダオリジナルが認定していたが、現在では親会社ツクダの経営不振のため、メガハウスが行っている。2005年9月までに2万人以上が認定されており、その中にはタレントの萩本欽一も含まれる。

パターンキューブ

ルービックキューブを使って各面に様々な模様をつくることをパターンキューブという。
各面にH、T、凹、＋といった文字や記号の模様をつくったり、小さいキューブが大きいキューブの中に入っているような模様にしたりできる。
大きいキューブの中に2×2×2のキューブが入っているように見えるものを「キューブ・イン・キューブ」といい、1×1×1のキューブが入っているように見えるものを「ミニキューブ・イン・キューブ」という。
大きいキューブの中に2×2×2のキューブが入っていて、そのキューブの中に1×1×1のキューブが入っているように見える（三重構造になっている）のを「二つの輪」や「キューブ・イン・キューブ・イン・キューブ」などという。
他にも、各面の真ん中（センターキューブ）だけをかえたものを「ヘソ・キューブ」や「中抜き」、チェック柄にしたものを「チェッカー・キューブ」という。

商標

2011年11月11日、欧州裁判所が「形状に関する商標は無効である」との判決を出した。

数学的な考察

ルービックキューブは数学の一分野である群論と関連が深く、論文も発表されている。

最少手数

「いかなる状態でも、最多でも○○手で各面が揃った状態に戻せる」という数のことを「神の数字（God's Number）」と呼ぶ。長い間研究対象とされてきたが、2010年7月、Morley Davidsonを中心とするグループの発表によって終止符が打たれた。

下限の歴史

ルービックキューブの最初の回し方は18通りであり、2手目以降は15通り（同じ面を続けて回さないため）である。このことから、n手目の可能な配置の上限は 18×15ⁿ⁻¹通りである。(18+18×15+…+18×15¹⁵)＜全配置＜(18+18×15+…+18×15¹⁶) より、17手以上かかる配置が存在することが分かる。対面を回転させる手順は手順前後が可能であることを考慮すると、この下限は18手となる。
その後しばらくは手数の更新が無かったが、「スーパーフリップ」と呼ばれる配置（全てのエッジピースが正しい位置にありかつ反転しているような配置）からの復元は難しいと予想されていた。
1992年にディク・T・ウィンター(Dik T. Winter)は、スーパーフリップからの復元が20手でできることを確認した。1995年にマイケル・レイド(Michael Reid)は、この配置からの復元に20手かかることを示した（手順の一例:U R2 F B R B2 R U2 L B2 R U' D' R2 F R' L B2 U2 F2）。
半回転を2手として数えると、スーパーフリップは24手かかる。この手順は1995年にレイドによって発見され、ジェリー・ブライアン(Jerry Bryan)によって最小手数と証明された。1998年には、26手かかる配置が確認されている。

上限の歴史

神の数字の上限に対する最初期の成果として、モウエン・シスルスウェイト(Morwen Thistlethwaite)によるアルゴリズムがあげられる。これは、1981年にダグラス・ホフスタッターによってサイエンティフィック・アメリカン誌に発表された。
このアルゴリズムによって、52手という上限が示されている。
1992年に Herbert Kociemba はシスルスウェイトのアルゴリズムを改良し、1995年にレイドはこのアルゴリズムを使用して29手という数字を示した。半回転を2手として数えると、42手になる。
2005年に Silviu Radu は、上限を28手（半回転を2手とすると40手）に下げた。翌2006年には、Radu 自身によってこの数値は27手（半回転を2手とすると35手）に改良されている。
2007年にノースイースタン大学の博士ジーン・コッパーマンらは、26手であると発表した。
このとき、全ての配置が26回の半回転で復元できることも確認された。
2008年3月、スタンフォード大学で数学の研究助手を務めるトマス・ロキッキは、25手であることを示し、さらに2008年4月には23手、2008年8月には22手にまで記録を縮めた。
2010年7月、Morley Davidsonを中心とするグループによって、20手であることが示された。上述のスーパーフリップの件とあわせて、これが真の「神の数字」と証明されたことになる。余談だが、このグループのメンバーには上述のトマス・ロキッキも含まれている。
en:Optimal solutions for Rubik's Cubeも参照。

エピソード

本製品の開発者のルビクは初来日当時、『超時空要塞マクロス』に登場するVF-1 バルキリーのアイテムの変形に河森正治立会のもと挑みながら、脚部変形以降が出来ず頓挫したことがある。その為当時バルキリーの売り文句の一つとして「ルービックキューブより難しいバルキリーの変形」とまで言われている。それほど、ルービックキューブが変形機構の精巧性の基準扱いされていた。

ルービックキューブによるモザイクアート

2010年7月15日に東京おもちゃショーでお披露目された、東京都町田市立山崎小学校の生徒約800人によってルービックキューブ9,071個で作り上げた全長11mのモザイクアートがギネス世界記録に認定された。これはこれまでのトロントのアーティスト5人が4,050個で作った「最後の晩餐」を上回る記録となった。