【三阶魔方】
魔方原状
转动魔方
三阶魔方是3×3×3的立方体结构的魔术方块，为魔术方块系列中最经典也是最早提出的，由匈牙利建筑学教授暨雕塑家鲁比克·艾尔内于1974年发明，最初的名称叫Magic Cube，1980年Ideal Toys公司于贩售此玩具，并将名称改为Rubik's Cube。
==发展历史==
=== 第一个魔方 ===
鲁比克·厄尔诺是匈牙利的建筑学和雕塑学教授，为了帮助学生们认识空间立方体的组成和结构，所以他自己动手做出了第一个魔方的雏形来，其灵感是来自于多瑙河中的沙砾。
1974年，鲁比克教授发明了第一个魔术方块（当时称作Magic Cube），并在1975年获得匈牙利专利号HU170062，但没有申请国际专利。第一批魔术方块于1977年在布达佩斯的玩具店贩售。与Nichols的魔方不同，鲁比克教授的零件是像卡榫一般互相咬合在一起，不容易因为外力而分开，而且可以以任何材质制作。
1979年九月，Ideal Toys公司将魔术方块带至全世界，并于1980年一、二月在伦敦、巴黎和美国的国际玩具博览会亮相。
展出之后，Ideal Toys公司将魔术方块的名称改为Rubik's Cube，1980年五月，第一批魔术方块在匈牙利出口。
=== 流行 ===
魔方广为大众喜爱是在1980年代。从1980年到1982年，总共售出了将近200万个魔方。1981年，一个来自英国的小男孩，派翠克·波塞特（Patrick Bossert）写了一本名叫《你也能够复原魔方》（ISBN 978-0-14-031483-0）的书，总共售出了将近150万本。据估计，1980年代中期，全世界有五分之一的人在玩魔术方块。
=== 还原比赛 ===
根据金氏世界纪录第一场魔方比赛于1981年3月13日，第一名是慕尼黑出生的Jury Froeschl，花了38秒。
第一个国际性的比赛于1982年6月5日在布达佩斯举行，当时的比赛项目只有速解魔术方块，第一名是Minh Thai，花了22.95秒，之后又逐渐增加了其他比赛规则。
2003年起，世界魔术方块协会开始定期举办比赛，并记录了1982年和2003年之后正式比赛的最佳成绩。
2004年，WCA使用较精准的Stackmat计时器来计时，增加比赛的准确性。
2007年，法国的Thibaut Jacquinot以9.86秒的成绩成为首个在10秒内复原魔术方块的人。
2013年，荷兰的Mats Valk以5.55秒的成绩成为前一个最快复原魔术方块的人。
2015年，美国高中生Collin Burns以5.253秒的成绩成为前一个最快复原魔术方块的人。
2015年11月，美国的Lucas Etter以4.904秒的成绩成为目前最快复原魔术方块，且为首位在5秒内复原魔术方块的的人。
2016年，澳洲的菲利克斯·曾姆丹格斯以4.73秒记录成为目前最快复原魔术方块的人。
2018年，澳洲的菲利克斯·曾姆丹格斯再次以4.22秒的成绩，并且没有跳步骤，亦能sub-5的成绩成为目前最快复原魔术方块的人。
2018年，中国的杜宇生以3.47秒的成绩成为目前最快复原魔术方块的人。
== 机械结构 ==
三阶魔方由1个中心轴/核心球、6个中心块、12个边块及8个角块构成，当它们组合在一起的时候每个零件会互相牵制不会散开，并且任何一面都可水平转动而不影响到其他方块。三阶魔方的结构不只一种，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。以下是一般魔方的结构。
=== 中心块 ===
中心块
中心块与中心轴连接在一起，但可以顺著轴的方向自由地转动。
中心块的表面为正方形，结构略呈长方体，但长方体内侧并非平面，另外中心还有一个圆柱体连接至中心轴。
从侧面看，中心块的内侧会有一个圆弧状的凹槽，组合后，中心块和边块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，边块和角块会沿著凹槽滑动。
=== 边块 ===
边块
边块的表面是两个正方形，结构类似一个长方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让边块嵌在两个中心块之间。
长方体表面上的弧度与中心块上的弧度相同，可以沿著滑动。立方体的内侧有缺角，组合后，中心块和边块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，边块和角块会沿著凹槽滑动。另外，这个缺角还被用来固定角块。
=== 角块 ===
角块
角块的表面是三个正方形，结构类似一个小立方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让角块嵌在三个边块之间。
与边块相同，小立方体的表面一样有弧度，可以让角块沿著凹槽旋转。
==变化数==
三阶魔方的总变化数是：
三阶魔方总变化数可利用乘法原理计算，具体方法是：
* 8个角块可以互换位置（8!），也可以旋转（3），但不能单独翻转一个角块，所以总共有8!×38/3种变化状态。
* 12个边块可以互换位置（12!），也可以翻转（2），但不能单独翻转一个边块（也就是将其两个面对调），也不能单独交换两边块的位置，所以总共有12!×212/（2×2）种变化状态。
也就是说，拆散魔术方块再随意组合,有11/12的机率无法恢复原状。（角块或边块被单独翻转）
对于一个拆散又再随意组合的魔术方块，总变化数则是：
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，这时总变化数目还要再乘以46/2。此时结果为：
== 变体 ==
三阶魔方也有许多变体，通常是指结构与三阶魔方相同但外型不同的魔术方块，例如粽子魔方，或外型类似但结构不同，例如空心魔方。特别地，三阶魔方的许多变体是由魔术方块爱好者改装而来。
=== 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。
=== 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。
=== 数独魔方 ===
数独魔方是三阶魔方的另一种变体，其将九个数字贴在三阶魔方表面上，游戏规则类似数独，要让每个面上出现的数字不重复。数独方块于2006年由Jay Horowitz 在俄亥俄州发明。
=== Latch Cube ===
Latch Cube是三阶魔方的另一种变体，外型为三阶魔方，但是每面上接贴有顺时针或逆时针的方向箭头，其结构类似于三阶魔方，但内设有特殊卡榫，转动时只能依面上贴的方向进行转动。Latch Cube为著名模方爱好者Katsuhiko Okamoto发明。
=== 费雪魔方 ===
费雪魔方是三阶魔方的另一种变体，又称风火轮魔术方块，是将一颗正常的三阶魔方，水平旋转45度，并且切下魔术方块的4条棱，并贴到原本的中心块上形成一个外观类似三阶魔方，但顶面和底面是斜线交叉的另一种魔方，由东尼·费雪于1980设计。
==还原方法==
魔方的还原方法有很多种，以下是其中几种常见的方法。
=== 层先法(Layer By Layer，缩写为LBL) ===
这类解法分为以下几个步骤：1=参见 三阶魔方还原教程（层先法）——碧海风云
=== 角先法(Corner First) ===
角先方法是先将魔方的八个角归位定色，然后再填补棱色，最后完成复原。
=== 棱先法 ===
棱先方法是先将棱块归位定色，然后填补底层和上层的角块的方法。
=== Fridrich Method ===
Fridrich Method(简称CFOP)其实是层先的变种，但是由于其归纳出了可能出现的各种情况，所以在记忆量上面要增大许多倍（119个公式），但同时也能有效的增加速度。其步骤分为以下几个：
* 将底层转出一个符合色块分布的十字 （Cross） 0个公式
* 同时将底层角块和相对应棱块归位 （F2L，First 2 Layers） 41个公式
* 最上层利用公式将颜色统一 （OLL，Orientation of Last Layer）57个公式
* 将最上层侧面的颜色统一 （PLL，Permutation of Last Layer）21个公式
===SCAF===
SCAF （Six Cross And Finger shortcut）由台湾的玩家赖宽祐所整理出来的三阶魔方解法流程，玩家只需要记忆一个口诀(右上左下)，利用这个口诀就能完成六面魔方，非常适合(儿童、中年、老年人)的思考与学习模式，与8355法不同的是SCAF跳过第一层角块这项大难关，这大大降低了初学者学习难度，这也是SCAF被整理出来的目的。
SCAF在解法中被归类为边先法(棱先法)，先完成所有边块的位置与方向再借由FSC(U′RUR′)完成剩余的角块；精通整个解法过程可以达到Sub25，尤其是对于背公式感到反感的玩家来说SCAF是非常适合的解法；解法教学在YouTube广受欢迎，以循序渐进的教学方式从最简单的方式(只追求完成魔方)到(提升还原效率)、(专攻理解式的玩家)涵盖更广的方块族群。
*第一层十字 (归位四个同色边块) 系统归位
*第二层边块 (归位四个侧面边块) 只需移动三步
*第三层十字 (调整四个边块方向) 只需移动三步
*六个面十字 (调整四个边块位置) 右上左下
*归位八个角 (利用FSC换角翻角) 右上左下
=== 8355法 ===
由台湾的许技江老师所规划出来的解法，强调以理解的方法去解出魔术方块，期望能消除新手对于「解方块需要大量公式记忆」的疑虑。将方块分成单层8 个角、第二层3 个边、第三层5 个边归位后再将剩下5 个角归位并转正。
* 8：和LBL法类似，将第一层完成，只是刻意留下一个角没解开，留做「工作区(Working Area)」
* 3：利用工作区将第二层的3 个边塞入，不像LBL法需要背两个镜向动作的「八步法」
* 5：利用工作区将顶层与工作区的5 个边归位，不像LBL法需要背「六步法」以及两个镜像OLL公式
* 5：此时剩下顶层与工作区的5 个角，利用简单的去返动作，即可达到位置送换，以及翻动方向，此时一颗方块即解答完成。
其后面两段"五边"和"五角"的解法，可以用在Megaminx正十二面体魔术方块的最后一层解法上，不需要做调整改变，依然适用。
=== 双公式基本解 ===
由一小时学盲解所设计，改良自LBL解法，却仅需两个公式。大幅减少公式量，并结合记忆法做教学，口诀就是右下左上，更不容易遗忘。
*底层的十字边与角块复原，依靠理解
*第二层边块复原，使用三长两短公式
*顶层的方向复原，使用右下左上公式
*顶层的位置复原，使用右下左上公式
* 一小时学盲解制作的图文教学 date=20211022100439
* 一小时学盲解制作的影音教学 date=20211020102812
=== 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 ==
U的转法，即顺时钟转动上层
为了记录下复原、转乱的过程或公式的步骤，会用“辛马斯特标记”（Singmaster notation）来书写（由大卫·辛马斯特发明）。书写方式如下：
* R(Right)、L(Left)、U(Up)、D(Down)、F(Front)、B(Back)分别代表右、左、上、下、前、后层。
* 若是顺时针旋转，则直接写上符号；若是逆时针旋转，则在符号后加上「'」或是「i」；若是旋转180°，则在符号后加上「2」或是「²」。
若要更加详细纪录整个过程，还会使用以下符号：
* x、y、z分别代表将整个魔术方块做R、U、F，因为在速解魔术方块的时候，并不会总是将一个面朝向自己。
* r、l、u、d、f、b分别代表右、左、上、下、前、后两层，代表连中间层一起转。
* M(Middle)、E(Equator)、S(Side)代表旋转中间层，相当于Rr'、Uu'、Bb'（注意x,y,z和M,E,S对应的方向不一样）。
== 魔方还原世界纪录 ==
截至2022年10月16日的世界纪录：