子育て情報『最短何回で完成できる? ルービックキューブのアルゴリズムと数学の関係』

2020年10月29日 11:30

最短何回で完成できる? ルービックキューブのアルゴリズムと数学の関係

最短何回で完成できる? ルービックキューブのアルゴリズムと数学の関係


竹内薫先生が校長を務める は、STEM教育の一環として竹内先生自ら数学を教えています。今回は玩具のルービックキューブで授業を行いました。ルービックキューブと数学、いったいどこにつながりがあるのでしょうか。

ルービックキューブを授業に

で私が受けもっている算数・数学プログラミングの授業(小4以上)は、通常、授業の冒頭で各自がインターネットにつないで、Wolfram Cloudで「その日の課題」をやりはじめ、その後、勝手にプログラミングで遊ぶ時間になります。

でも、今週は、少し勝手が違いました。子どもたちは粛々と色鮮やかな立方体を回し続けていました。そう、玩具のルービックキューブを教材として使うことにしたのです。

玩具というと怒られるかもしれませんね。いまやルービックキューブをいかに速く完成させるかで競う世界選手権が多数開催され、「スピードキューブ」として有名ですから。たしか、世界記録は3・47秒だったかと思います。あの複雑なルービックキューブを、バラバラな状態から4秒以下で完成させることができるなんて、にわかには信じられませんが、厳然たる事実です。

ルービックキューブは、もともとハンガリーの建築学者ルビク・エルネーさんが1974年に考案しました。その後、1977年にハンガリーで玩具として発売され、1980年に世界中に広まり、一大ブームを巻き起こしました。

1982年に初めて世界規模の大会が開かれ、そのときの世界記録は22・95秒でしたが、その後、急速に人気がなくなり、ルービックキューブは世界中の家庭のおもちゃ箱の片隅でひっそりと眠り続けることになります。なぜ、人々の熱狂が一気に醒めてしまったのかは定かではありませんが、もしかしたら、ほとんどの人が解けないか、諦めて解説書と睨めっこしながら解いてみて、真の面白さを素通りして、飽きてしまったのかもしれません。

ルービックキューブですが、2000年代に入り、奇跡的な復活を遂げます。もともと、自分で工夫しながら解くのが楽しいのですが、4,325京2,003兆2,744億8,985万6,000通りもの配置があり(対称性を考慮しても約90京通りあり)、適当な試行錯誤で完成させることは、ほぼ不可能です。つまり「キューブ世界」は、一部のパズルオタクや数学能力に秀でた人々だけのものでした。

でも、インターネットとSNSの普及がこの閉塞状況を変えました。

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