此條目介紹的是通常意义上的魔方。关于魔方系列玩具，请见「**魔方**」。关于解法說明，请见「**速解魔方**」。

魔方原狀
轉動魔方
**三阶魔方**是3×3×3的立方体结构的魔術方塊，為魔術方塊系列中最經典也是最早提出的，由匈牙利建築學教授暨雕塑家魯比克·艾爾內於1974年發明，最初的名稱叫Magic Cube，1980年Ideal Toys公司於販售此玩具，並將名稱改為Rubik's Cube。

发展历史
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### 第一個魔方

魯比克·厄爾諾是匈牙利的建築學和雕塑學教授，為了幫助學生們認識空間立方體的組成和結構，所以他自己動手做出了第一個魔方的雛形來，其靈感是來自於多瑙河中的沙礫。

1974年，魯比克教授發明了第一個魔術方塊（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。第一批魔術方塊於1977年在布達佩斯的玩具店販售。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公司將魔術方塊帶至全世界，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公司將魔術方塊的名稱改為Rubik's Cube，1980年五月，第一批魔術方塊在匈牙利出口。

* 1980年，魔術方塊套裝，在匈牙利Ideal Toys公司製造的玩具。1980年，魔術方塊套裝，在匈牙利Ideal Toys公司製造的玩具。
* 魔術方塊的色塊魔術方塊的色塊

### 流行

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。1981年，一個來自英國的小男孩，派翠克·波塞特（Patrick Bossert）寫了一本名叫《你也能夠復原魔方》（ISBN 978-0-14-031483-0）的書，總共售出了將近150萬本。據估計，1980年代中期，全世界有五分之一的人在玩魔術方塊。

### 还原比賽

根據金氏世界紀錄第一場魔方比賽於1981年3月13日，第一名是慕尼黑出生的Jury Froeschl，花了38秒。

第一個國際性的比賽於1982年6月5日在布達佩斯舉行，當時的比賽項目只有速解魔術方塊，第一名是Minh Thai，花了22.95秒，之後又逐漸增加了其他比賽規則。

2003年起，世界魔術方塊協會開始定期舉辦比賽，並記錄了1982年和2003年之後正式比賽的最佳成績。
2004年，WCA使用較精準的Stackmat計時器來計時，增加比賽的準確性。
2007年，法國的Thibaut Jacquinot以9.86秒的成績成為首個在10秒內復原魔術方塊的人。
2013年，荷蘭的Mats Valk以5.55秒的成績成為當時最快復原魔術方塊的人。
2015年，美國高中生Collin Burns以5.253秒的成績成為當時最快復原魔術方塊的人。
2015年11月，美國的Lucas Etter以4.904秒的成績成為目前最快復原魔術方塊，且為首位在5秒內復原魔術方塊的的人。
2016年，澳洲的菲利克斯·曾姆丹格斯以4.73秒記錄成為當時最快復原魔術方塊的人。
2018年，澳洲的菲利克斯·曾姆丹格斯再次以4.22秒的成績，並且沒有跳步驟，亦能sub-5的成績成為當時最快復原魔術方塊的人。
2018年，中國的杜宇生以3.47秒的成績成為當時最快復原魔術方塊的人。
2023年，美國的馬克斯·朴以3.134秒的成績成為目前最快復原魔術方塊的人，領先前紀錄0.341秒

机械結構
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三階魔方由1個中心軸/核心球、6個中心塊、12個邊塊及8個角塊構成，當它們組合在一起的時候每個零件會互相牽制不會散開，並且任何一面都可水平轉動而不影響到其他方塊。三階魔方的結構不只一種，例如空心魔方。中国的一些魔方玩家，尝试对三阶魔方结构进行修改，形成适合竞速的魔方，这些修改包括对摩擦面接触方式、尺寸、重量、材质、颜色、边角处理、弹簧弹力等等的修改，这些修改都很成功，并且受到了世界魔方顶尖选手的青睐。不过这些魔方在中国以外的地区，依然会面对三阶魔方结构专利权的问题。以下是一般魔方的結構。

### 中心塊

中心塊
中心塊與中心軸連接在一起，但可以順著軸的方向自由地轉動。

中心塊的表面為正方形，結構略呈長方體，但長方體內側並非平面，另外中心還有一個圓柱體連接至中心軸。

從側面看，中心塊的內側會有一個圓弧狀的凹槽，組合後，中心塊和邊塊上的凹槽可組成一個圓形。旋轉時，邊塊和角塊會沿著凹槽滑動。

### 邊塊

邊塊
邊塊的表面是兩個正方形，結構類似一個長方體從立方體的一個邊凸出來，這樣的結構可以讓邊塊嵌在兩個中心塊之間。

長方體表面上的弧度與中心塊上的弧度相同，可以沿著滑動。立方體的內側有缺角，組合後，中心塊和邊塊上的凹槽可組成一個圓形。旋轉時，邊塊和角塊會沿著凹槽滑動。另外，這個缺角還被用來固定角塊。

### 角塊

角塊
角塊的表面是三個正方形，結構類似一個小立方體從立方體的一個邊凸出來，這樣的結構可以讓角塊嵌在三個邊塊之間。

與邊塊相同，小立方體的表面一樣有弧度，可以讓角塊沿著凹槽旋轉。

变化数
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三階魔方的總變化數是：

{\frac {8!\times 3^{8}\times 12!\times 2^{{12}}}{2\times 2\times 3}}=43,252,003,274,489,856,000\approx 4.33\times 10^{{19}}
三階魔方總變化數可利用乘法原理計算，具體方法是：

* 8個角块可以互换位置（8!），也可以旋轉（3），但不能單獨翻轉一個角塊，所以总共有8!×38/3种变化状态。
* 12个边块可以互换位置（12!），也可以翻轉（2），但不能單獨翻轉一個邊塊（也就是將其兩個面對調），也不能單獨交換兩邊塊的位置，所以总共有12!×212/（2×2）种变化状态。

也就是說，拆散魔術方塊再隨意組合,有11/12的機率無法恢復原狀。（角塊或邊塊被單獨翻轉）

對於一個拆散又再隨意組合的魔術方塊，總變化數則是：

{8!\times 3^{8}\times 12!\times 2^{{12}}}=519,024,039,293,878,272,000\approx 5.19\times 10^{{20}}
某些魔方在各个面的图案具有方向性，考虑到6个中心块各有4种朝向，但不能仅仅将一个中心块旋转90度，這時總变化数目还要再乘以46/2。此时结果为：

{\frac {8!\times 3^{8}\times 12!\times 2^{{12}}}{2\times 2\times 3}}\times {\frac {4^{6}}{2}}=8,857,606,706,155,225,088,000\approx 8.86\times 10^{{22}}

變體
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三階魔方也有許多變體，通常是指結構與三階魔方相同但外型不同的魔術方塊，例如粽子魔方，或外型類似但結構不同，例如空心魔方。特別地，三階魔方的許多變體是由魔術方塊愛好者改裝而來。

### 粽子魔方

条目：粽子魔方
**粽子魔方**，也称魔棕，是一种在三阶魔方基础之上变化而来的异形魔方。虽然外形看起来像是金字塔魔方，但两者的解法大相径庭。魔棕的解法与三阶魔方十分类似，只是由于其形状特殊而稍有不同。

* 粽子魔方粽子魔方

### 空心魔方

条目：空心魔方
空心魔方由日本的冈本胜彦发明，一般以三阶为主，结构与三阶魔方不同。由于没有中心块，所以复原比三阶的难。

* 空心魔方空心魔方

### 數獨魔方

數獨魔方是三階魔方的另一種變體，其將九個數字貼在三階魔方表面上，遊戲規則類似數獨，要讓每個面上出現的數字不重複。數獨方塊於2006年由Jay Horowitz 在俄亥俄州發明。

* 數獨魔方數獨魔方

### Latch Cube

Latch Cube是三階魔方的另一種變體，外型為三階魔方，但是每面上接貼有順時針或逆時針的方向箭頭，其結構類似於三階魔方，但內設有特殊卡榫，轉動時只能依面上貼的方向進行轉動。Latch Cube為著名魔方愛好者岡本勝彥（英语：）發明。

### 費雪魔方

費雪魔方是三階魔方的另一種變體，又稱風火輪魔術方塊，是將一顆正常的三階魔方，水平旋轉45度，並且切下魔術方塊的4條稜，並貼到原本的中心塊上形成一個外觀類似三階魔方，但頂面和底面是斜線交叉的另一種魔方，由東尼·費雪（英语：）於1980設計。

* Fisher's CubeFisher's Cube
* 轉動中的費雪魔方轉動中的費雪魔方
* 轉亂的費雪魔方轉亂的費雪魔方

還原方法
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魔方的还原方法有很多種，以下是其中幾種常见的方法。

### 层先法(Layer By Layer，缩写为LBL)

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|  | 維基教科書中的相關電子：**三阶魔方解法** |

這類解法分為以下幾個步驟：

| 第一阶段 | 第二阶段 | 第三阶段 | 第四阶段 | 第五阶段 | 第六阶段 |
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| 对顶层十字，还原顶层棱块。 | 还原顶层角块。 | 还原中层棱块。 | 对底层十字，还原底层棱块。 | 翻转底层角块，对齐底层颜色。（为便于理解，此处将魔方翻转过来。) | 调整底层角块位置，还原完成。 |

### 角先法(Corner First)

角先方法是先將魔方的八個角歸位定色，然後再填補棱色，最後完成復原。

### 棱先法

棱先方法是先將棱塊歸位定色，然後填補底層和上層的角塊的方法。

### Fridrich Method

Fridrich Method(簡稱CFOP)其實是層先的變種，但是由於其歸納出了可能出現的各種情況，所以在記憶量上面要增大許多倍（119個公式），但同時也能有效的增加速度。其步驟分為以下幾個：

* 將底層轉出一個符合色塊分佈的十字 （Cross） 0個公式
* 同時將底層角塊和相對應棱塊歸位 （F2L，First 2 Layers） 41個公式
* 最上層利用公式將顏色統一 （OLL，Orientation of Last Layer）57個公式
* 將最上層側面的顏色統一 （PLL，Permutation of Last Layer）21個公式

### 桥式解法(Roux Method)

* 先在两个侧面下方各形成正确的2X3两块,
* 使顶面的四个角块归位
* 调整中间四个棱块和侧面两个棱块的朝向
* 左右侧面顶部的棱块归位
* 中间棱块和中心块归位

记录转动的方法
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U的轉法，即順時鐘轉動上層
為了記錄下復原、轉亂的過程或公式的步驟，會用"辛马斯特标记"（Singmaster notation）來書寫（由大卫·辛马斯特發明）。書寫方式如下：

* R(Right)、L(Left)、U(Up)、D(Down)、F(Front)、B(Back)分別代表右、左、上、下、前、後層。
* 若是順時针旋轉，則直接寫上符號；若是逆時针旋轉，則在符號後加上「'」或是「i」；若是旋轉180°，則在符號後加上「2」或是「²」。

若要更加詳細紀錄整個過程，還會使用以下符號：

* x、y、z分別代表將整個魔術方塊做R、U、F，因為在速解魔術方塊的時候，並不會總是將一個面朝向自己。
* r、l、u、d、f、b分別代表右、左、上、下、前、後兩層，代表連中間層一起轉。
* M(Middle)、E(Equator)、S(Side)代表旋轉中間層，相當於Rr'、Uu'、Bb'（注意x,y,z和M,E,S對應的方向不一樣）。

魔方还原世界紀錄
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条目：速解魔方 § 速解世界紀錄
截至2022年10月16日的世界紀錄：

| 項目 | 紀錄 | 保持者 | 國籍 | 比賽 |
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| 競速（單次） | 3.13秒 | Max Park | 美國 | Pride in Long Beach 2023 |
| 競速（平均） | 4.48秒 | Yiheng Wang（王藝衡） | 中國 | Mofunland Cruise Open 2023 |
| 盲解（單次） | 12.97秒 | Tommy Cherry | 美國 | GA Cubers Personal Best Quest 2022 |
| 盲解（平均） | 15.24秒 | Tommy Cherry | 美國 | Florida Fall 2021 |
| 單手解（單次） | 6.20秒 | Max Park | 美國 | Marshall Middle Slice 2022 |
| 單手解（平均） | 8.65秒 | Patrick Ponce | 美國 | Stevenage Spring 2022 |
| 最少步數 (單次) | 16步 | Sebastiano Tronto 
  | 意大利 | FMC 2019 |
| 最少步數 (平均) | 21.00步 | Cale Schoon | 美國 | North Star Cubing Challenge 2020 |
| 腳解（單次） | 16.96秒 | Daniel Rose-Levine | 美國 | Heartland Champs 2018 |
| 腳解（平均） | 22.22秒 | Daniel Rose-Levine | 美國 | WCA Euro 2018 |
| 多顆盲解 | 57分47秒復原65個中的62個 | Graham Siggins | 美國 | Blind Is Back LA 2022 |

注釋
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1. ↑  参见三阶魔方还原教程（层先法）——碧海风云

参考文献
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1. ↑  William Fotheringham.. Anova Books. 2007: 50. ISBN 1-86105-953-1.
2. ↑  'Driven mad' Rubik's nut weeps on solving cube... after 26 years of trying （页面存档备份，存于）, Daily Mail Reporter, 12th January 2009.
3. ↑  Daintith, John.. Bristol: Institute of Physics Pub. 1994: 771. ISBN 0-7503-0287-9.
4. 1 2   （页面存档备份，存于）
5. 1 2 3 .  [2017-05-11]. （原始内容存档于2017-06-08）.  外部链接存在于`|title=` (帮助)
6. 1 2 . 2009-08-16  [2009-08-24]. （原始内容存档于2009-03-18）.
7. ↑  [Media:Disassembled Rubik's cube.jpg Media:Disassembled Rubik's cube.jpg]
8. ↑  林義強.. 翰林數學天地期刊, 第32期: 23-35.  [2018-07-23]. （原始内容存档于2018-07-24）.
9. ↑ .  [2018-07-23]. （原始内容存档于2018-07-22）.
10. ↑ . International Herald Tribune. 2007-02-17  [2008-09-30]. （原始内容存档于2008-10-15）.
11. ↑ .  [2018-07-23]. （原始内容存档于2016-10-04）.
12. ↑  Tony Fisher..  [2018-07-23]. （原始内容存档于2014-07-16）.
13. ↑  Joyner, David (2002). Adventures in group theory: Rubik's Cube, Merlin's machine, and Other Mathematical Toys. Baltimore: Johns Hopkins University Press. pp. 7. ISBN 978-0-8018-6947-1.
14. ↑ . 2009-02-06  [2009-08-24]. （原始内容存档于2009-02-17）.
15. ↑ . World Cube Association.  [2023-10-19]. （原始内容存档于2023-11-14）.

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| * 
* 论
* 编
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|  |
| 发明人 | 
* 鲁比克·艾尔内

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|  |
| 四軸魔方 | 
* 钻石魔方
* 金字塔魔方
* 斜轉方塊
* 終極斜方

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|  |
| 六軸魔方 | 

|  |  |  |  |  |  |  |
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| nxnxn | 

|  |  |
| --- | --- |
| 正方體 | 
* 二阶
* 三阶
* 四阶
* 五阶
* 六阶
* 七阶
	+ 製造極限
* 八阶
* 九阶
* 十阶
* 十一阶
* 十二阶
* 十三阶
* 十五阶
* 十七阶

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|  |
| 延伸 | 
* 魔球
* 魔粽
* 空心魔方
* 費雪魔方

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|  |
| axbxc | 

|  |  |
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| 3x3xn | 
* 3x3x1
* 3x3x2
* 3x3x4
* 3x3x5
* 3x3x6
* 3x3x7
* 3x3x8
* 3x3x9

 |
|  |
| 2x2xn | 
* 2x2x1
* 2x2x3
* 2x2x4

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|  |
| 其他 | 
* 4x4x5
* 4x4x6
* 5x5x4
* 2x3x4
* 3x4x5

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| 八軸魔方 | 
* 钻石魔方

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| 十二軸魔方 | 
* 五魔方
* 亚历山大之星
* Pyraminx Crystal
* 直升機方塊

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| 三十二軸魔方 | 
* Tuttminx
* Futtminx

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| 其他异形魔方 | 
* Square 1
* Super Square 1
* 齿轮魔方
* 其他

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| 其他衍生 | 
* 魯比克360
* 八片魔板
* 十二片魔板
* 魔表
* 扭計蛇

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| 其他玩法 | 
* 三阶单手
* 三阶脚拧
* 三阶盲拧
* 四阶盲拧
* 五阶盲拧
* 多个盲拧

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| 著名魔方选手 | 
* 杰西卡·弗雷德里奇
* 菲利克斯·曾姆丹格斯
* 马茨·法尔克
* 马克斯·朴
* 杜宇生

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| 官方组织机构 | 
* 世界魔方协会

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| 重要赛事 | 
* 世界魔方锦标赛
* 亚洲魔方锦标赛
* 欧洲魔方锦标赛
* 美国魔方锦标赛
* 中国魔方锦标赛
* 台灣魔方锦标赛

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|  |
| 解法 | 
* 層先法（LBL）
* CFOP
* 角先法
* 桥式
* 棱先法
* 边先法
* 盲解

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