Rubik-Würfel

Der Rubik-Würfel, auch Zauberwürfel genannt, ist ein Geduldspiel für eine Person. Auf den ersten Blick besteht er aus 27 Einzelwürfeln, die zusammen einen grossen 3x3x3-Würfel bilden. In Wirklichkeit besteht er aber nur aus 21 Elementen, nämlich aus einem Achsensystem mit 6 festen Mittelstücken, aus 8 dreifarbigen Eckstücken und 12 zweifarbigen Kantenstücken. Das Grundproblem besteht darin, den bunten Würfel so zu ordnen, dass die Seitenflächen einfarbig sind.

Geschichte

Der ungarische Professor für Physik und Design Ernö Rubik erfindet den Würfel 1974. Im Jahre 1975 wird er patentiert, 1977 kommt er auf den ungarischen Markt. Ab 1980 breitet sich der Rubik-Würfel über die ganze Welt aus. Bereits Anfang der 1980er Jahre sind weltweit mehrere Millionen Würfel verkauft worden. Auch Zeitschriften wie "Bild der Wissenschaft" (1980) oder "Der Spiegel" (1981) widmen sich dem Rubik-Würfel und machen einem breiten Publikum eine Lösung zugänglich. Das Grundprinzip dieser Lösung besteht darin, dass man eine Ebene nach der anderen ordnet, und zwar zuerst die obere, dann die mittlere und zuletzt die untere Ebene.

Mathematik

Die mathematische Theorie des Rubik-Würfels ist ausführlich behandelt worden. Eine beliebige Bewegung des Würfels kann als Permutation der 48 beweglichen Teilflächen – der 24 Quadrate der dreifarbigen Eckstücke und der 24 Quadrate der zweifarbigen Kantenstücke – aufgefasst werden. Die Permutationen, die als mögliche Bewegungen vorkommen, bilden eine endliche Gruppe. So kann sich das Studium des Würfels auf die Untersuchung einer Gruppe mit 43 252 003 274 489 856 000 Elementen konzentrieren.

Im Jahre 2010 wird mit Unterstützung des Computers bewiesen, dass jede Konfiguration des Rubik-Würfels mit höchstens 20 Bewegungen (Drehungen einer Seite um 90° oder 180°) gelöst werden kann. Vier Jahre später folgt das Resultat, dass die maximale Anzahl 26 Bewegungen beträgt, wenn man nur Drehungen einer Seite um 90° als Bewegungen auffasst.