清華教授的小課堂 魔方真好玩 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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雍俊海 著

圖書標籤:

• 魔方
• 益智
• 科普
• 趣味數學
• 清華大學
• 教育
• 少兒
• 遊戲
• 思維訓練
• 動手能力

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302431251

版次：1

商品編碼：12262048

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2017-11-01

用紙：銅版紙

頁數：148

字數：163000

産品特色

編輯推薦

孩子玩魔方，有時候怎麼也無法按攻略復原？《清華教授的小課堂 魔方真好玩》的作者雍俊海教授也遭遇瞭這種尷尬。雍老師按照攻略給清華附小的孩子講解如何復原魔方，可手裏的魔方怎樣也無法按攻略復原。正是這次經曆，促使他開始研究魔方復原。每個魔方可以擁有43,252,003,274,489,856,000種狀態，攻略往往是個人經驗的集閤，狀態覆蓋不全難以避免。雍老師利用高等數學知識和計算機編程科學破解魔方難題，解法完全覆蓋魔方的各種狀態，而且轉動步驟毫不冗餘。
作為益智遊戲的魔方，孩子能復原，就足夠瞭嗎？《清華教授的小課堂 魔方真好玩》告訴你，會玩很重要，但最終決定孩子受益程度的是玩的過程。雍老師運用自己文理兼備的獨特優勢，融入跨學科思維，以西周取代殷商比喻魔方復原過程，趣味盎然的曆史故事貫穿始終，還精心設計瞭包羅曆史百科、魔方趣聞、花式玩法的小甜點環節，貫通文史理工，讓玩魔方的過程不止於空間想象、手腦配閤，激發孩子多學科多維度思考力。

內容簡介

《清華教授的小課堂 魔方真好玩》是清華大學軟件學院教授雍俊海為初學三階魔方的孩子精心創作。區彆於個人經驗式的魔方圖書，作者利用高等數學知識和計算機編程科學破解魔方難題，完整覆蓋魔方的43,252,003,274,489,856,000種狀態。任何一個打亂的魔方，都能通過本書復原。作者還運用自己文理兼備的獨特優勢，融入跨學科思維，以西周取代殷商比喻魔方復原過程，每一段曆史故事都與魔方復原進程完美契閤，新穎有趣，易懂易學。

每章內容後，作者還精心設計瞭小甜點環節，曆史百科、魔方趣聞、花式玩法盡在其中，貫通文史理工，激發孩子多學科多維度思考力。

作者簡介

雍俊海

清華大學計算機科學與技術係學士、碩士和博士

（期間輔修應用數學專業）

美國肯塔基大學計算機係博士後

現為清華大學軟件學院教授、博士生導師、學術委員會主任

全國計算機輔助設計與圖形學專業委員會副主任

曾獲全國優秀博士論文奬

國傢傑齣青年科學基金

教育部自然科學一等奬

國際Elsevier傑齣貢獻奬

入選教育部“新世紀優秀人纔支持計劃”

內頁插圖

精彩書評

This is an amazing book: a fast solver with wonderful stories.（這是一本令人拍案稱奇的書：在講述精彩故事的同時闡明瞭魔方的快速復原方案。）
——法國科學院大奬獲得者、法國計算機與自動化國傢研究院教授Jean-Claude Paul

復原魔方，提高空間想象力；思索其內涵，領悟人生哲理。
——《圖學學報》主編、中國科學院計算技術研究所研究員李華

一本奇妙的科普著作：玩魔方，學科學，掌握曆史典故，三種功能融為一體。
——國傢傑齣青年科學基金獲得者、清華大學自動化係教授季嚮陽

高等數學、計算機軟件和智力開發的完美結閤，科普經典。
——國傢傑齣青年科學基金獲得者、長江學者特聘教授、天津城建大學校長、
天津大學建築工程學院濱海土木工程結構與安全教育部重點實驗室主任李忠獻

實用的魔方教程：魔方攻略新穎，步驟少；插圖豐富，含有起始圖、終止圖和中間對照圖等；文字說明詳盡。
——國傢傑齣青年科學基金獲得者、長江學者特聘教授、國傢科技創新領軍人纔、浙江大學信息學部主任鮑虎軍

目錄

PART 1 認識魔方王國 001
1.1 魔方王國的外觀 002
1.2 魔方的內部世界 004
1.3 復原魔方的方法基礎 006
小習題：連連看（尋找對應的將軍與士兵） 006
小甜點：其他種類的魔方 008
PART 2 英雄練功： 玩魔方的十八般基本武藝 013
小甜點1：魔方操作的其他標記法 022
小甜點2：教授與魔方 023
小甜點3：魯比剋教授不是第一個發明魔方的人? 024
PART 3 戰事規劃： 魔方解法的整體思路 025
小甜點： 六個偉大的國王或皇帝 030
PART 4 英雄覓良將： 底麵將軍歸位（對好底層十字架） 033
4.1位於底麵的第一位底麵將軍歸位 036
4.2位於頂麵的底麵將軍歸位 036
4.3位於頂層側麵的底麵將軍歸位 037
4.4位於中間層的底麵將軍歸位 037
4.5位於底層側麵的底麵將軍歸位 040
4.6位於底麵的底麵將軍歸位 042
小甜點：四位偉大的將軍 044

精彩書摘

公元前12世紀前後，位於商王朝西部的一個諸侯國的國君去世，他的兒子姬昌繼位，成為一任西伯，也就是後來的周文王。周文王是個頗有抱負的人。商朝的君主殷紂王繼位後非常殘暴，設立瞭炮烙等殘酷的刑罰，老百姓和正直的官員苦不堪言。與商朝相比，西周的實力非常薄弱。但周文王很有策略和耐心，他並不與殷紂王發生直接衝突，而是博采眾長，努力發展西周。偉大而艱巨的事業正是這樣有條不紊地從底層開始。而要經營西周，最關鍵的是人纔。正所謂“一個好漢三個幫”“眾人拾柴火焰高”。周文王對有纔德的人非常尊敬，多次為瞭等待來訪的士人，到中午都沒時間吃飯，再加上他篤行仁義，對老者尊敬，對少年慈愛，因此，除瞭身懷文韜武略的薑子牙，周文王還吸納瞭足智多謀的辛甲、太顛、閎夭，等等。辛甲曾是殷紂王的大臣，他多次進諫忠言，但是昏庸暴虐的殷紂王根本聽不進去，甚至還要派人殺掉辛甲。辛甲迫不得已，逃到西周，尋求庇護。周文王親自迎接辛甲，並任命他為公卿大臣。廣羅人纔給瞭周文王巨大的迴報。正當西周在周文王和眾多賢纔的帶領下欣欣嚮榮、根基日厚時，崇國的國君崇侯虎卻在殷紂王麵前誣告周文王。殷紂王聽信瞭崇侯虎的話，將周文王囚禁在羑裏。辛甲和太顛等日夜憂心，於是設法將美女、寶馬和各類奇珍異寶獻給殷紂王，請求他釋放周文王。殷紂王高興極瞭，立刻答應瞭這一請求。後來，也正是這些大臣幫助周文王和他的兒子周武王最終成就瞭推翻殷紂王的事業。
同樣，本書介紹的魔方解法也是從底層開始。而且同理，我們不能讓底層王國的國王缺少幫手。底麵國王最有力的幫手就是它的四位將軍。現在，我們的魔方復原事業正式開始瞭，底麵國王開始召喚自己的將軍。本書魔方解法的第一步目標是讓底麵的將軍歸位，也稱作“對好底層十字架”。
這裏介紹實現第一步目標的整體思路。我們首先檢查底麵，看看是否有底麵將軍恰好就在底麵上。如果有，那麼直接按照第4.1 節的方法，通過操作2 或5 ，至少讓一位底麵將軍歸位。在其他情況下，如果在底麵將軍的位置上發現占其位置的將軍不是它自己（假設它自己為將軍k），那麼通過整體左轉或右轉魔方，讓這個位置位於底麵前排。這個位置在這裏也稱為將軍k的歸位目標位置。然後，在魔方上尋找該將軍k，並根據將軍k 當前所在的位置，從第4.2節到第4.6節的方法當中查找與其匹配的歸位方法。這些方法具有一個共同的特點，即它們在讓將軍k歸位的同時不會讓任何一位已經歸位的底麵將軍離開自己的傢。因為總共隻有4位底麵將軍，所以這個步驟的重復次數不會超過4次。

前言/序言

魔方復原是人類智力與體力的完美結閤，充滿挑戰。正因為如此，它也充滿瞭樂趣，能使人獲得巨大收益。如果能成功復原魔方，則可能獲得智力提升、體力提升和成就感提升的三重收獲。
我本人之所以研究魔方是因為清華大學附屬小學開設瞭魔方課程並且舉辦瞭魔方大賽。（我研究的是三階魔方，本書的復原方法也是針對三階魔方。魔方有很多種類，具體情況書中會有相關介紹。）當時，我從網絡上下載瞭一本所謂的“魔方秘籍”。按照該秘籍的方法，我一下就復原瞭魔方。我非常高興。於是，我按照該秘籍嚮清華大學附屬小學的小朋友講解如何復原魔方。但是，讓我非常尷尬的是這次我無論如何都無法復原魔方。於是，我收集瞭幾乎所有能拿到的魔方書、相關網頁和論文進行分析研究，終於明白瞭原來那本“魔方秘籍”並沒有覆蓋魔方可能齣現的所有情況。在運氣好的時候，魔方的當前狀態剛好落入“魔方秘籍”介紹的情況之中，如果小心操作，則可以復原魔方；在運氣不好的時候，魔方的當前狀態不在“魔方秘籍”介紹的範圍之內，則很難復原魔方。魔方解法不全麵是目前魔方秘籍或魔方攻略麵臨的嚴重問題。
魔方七步解法是當前復原魔方的基本框架。我在研究現有的魔方復原解法時發現，現有解法的許多步驟不是最優的，越到後麵，每步所需要的操作次數越多，冗餘的操作次數也越多，而且基本上都需要各種復雜的組閤。於是，我開始嘗試尋找每步的最優解法。我在攻讀大學學士學位時同時學習瞭數學與計算機兩個專業。這兩個專業的知識為我推導最優解法提供瞭必要的高等數學群論和計算機程序設計基礎知識。通過大量的數學推導，以及大量的計算機程序的編寫，我幸運地得到瞭本書的解法，不僅解決瞭魔方解法覆蓋不全麵的問題，而且其中每個步驟的操作次數大為減少。另外，從第四步開始一直到最後，本書的解法都隻要操作一遍就可以瞭，不再需要那些復雜的組閤。在相同操作次數下，如果存在多種解法，本書隻給齣其中一種相對來說轉動最順手的操作方式。本書的解法不僅可以減少操作次數和難度，而且可以降低操作齣錯概率。
復原魔方的過程也充滿瞭樂趣與哲理。在研究魔方的過程中，我發現魔方七步解法與周文王及周武王創立西周的曆史脈絡不謀而閤。考慮到現有的魔方書大多隻列公式，講解法，很考驗讀者的耐心和興趣，閱讀門檻也相對較高，在普及魔方解法時，我引入瞭與魔方解法十分契閤的西周曆史故事，立體拓展書中涉及的知識結構，期望讓讀者輕鬆領會魔方及其解法中的樂趣和深意。
我一直希望通過運用自己所學的知識讓盡可能多的人受益。這本書就是這樣一個心願的結晶之一。這本書蘊含著美妙的祝福。願此書能讓你盡情享受魔方與人生的樂趣!

——雍俊海 於清華園

好的，這裏為您創作一本與《清華教授的小課堂：魔方真好玩》無關的圖書簡介，旨在詳細描述另一本內容豐富的書籍。 --- 書名：《星辰之軌：宇宙深處的秘密與人類的未來》 作者： [此處可填寫真實的或虛構的作者名，例如：李文博] 齣版社： [此處可填寫真實的或虛構的齣版社名，例如：寰宇科技齣版社] --- 圖書簡介 《星辰之軌：宇宙深處的秘密與人類的未來》是一部宏大而深邃的科普巨著，它帶領讀者踏上瞭一場橫跨時空、直抵宇宙本源的探索之旅。本書並非僅僅羅列天文現象，而是深入剖析瞭現代天體物理學、宇宙學乃至哲學層麵的前沿思考，旨在揭示宇宙的運作機製，並探討人類文明在浩瀚星海中的最終歸宿。 第一部分：迴溯時間的起點——宇宙的黎明 本書伊始，作者以生動的筆觸重構瞭宇宙的誕生圖景。我們不僅僅停留在“大爆炸”這一概念上，而是細緻地探討瞭普朗剋時期、暴脹理論的最新進展，以及早期宇宙中基本粒子是如何在極端高溫高壓下形成的。 我們將跟隨引力波的漣漪，迴溯至中子星閤並和黑洞吞噬的瞬間，理解這些宇宙中最暴力的事件如何塑造瞭今天我們所觀測到的元素豐沛性。書的這一部分重點闡述瞭暗物質和暗能量的觀測證據，它們構成瞭宇宙的絕大部分，卻依然是科學界麵臨的最大謎團。作者清晰地梳理瞭各種候選理論，從弱相互作用重粒子（WIMPs）到修正引力理論，為讀者構建瞭一個既令人敬畏又充滿未解之謎的早期宇宙模型。 第二部分：生命的煉金術——恒星的生命周期與行星的誕生 宇宙的廣闊並非一片虛無，而是孕育生命的熔爐。本部分聚焦於恒星——宇宙的能量核心。我們詳細解析瞭恒星從分子雲坍縮到主序星、紅巨星，直至壯麗的超新星爆發或安靜地演化為白矮星、中子星或黑洞的全過程。 特彆值得一提的是，書中有一章專門探討瞭“宇宙中的元素煉成”。鐵以下的元素在恒星內部核聚變産生，而金、鉑等重元素則需要在更劇烈的事件中誕生。作者運用最新的核閤成模型，解釋瞭這些珍貴元素如何被拋灑到星際空間，成為下一代恒星和行星係統的原材料。 在行星形成方麵，本書深入探討瞭“原行星盤”的演化，從塵埃顆粒的碰撞吸積到形成微行星，直至最終的氣體巨行星與岩石行星的區分。書中對比瞭太陽係的形成與係外行星係統的多樣性，從熱木星到超級地球，展示瞭宇宙中行星演化的豐富路徑。 第三部分：宜居帶之外的探索——係外行星與地外生命的可能性 人類對“我們是否孤獨”的追問是永恒的主題。本書的第三部分將焦點投嚮瞭太陽係之外的廣闊空間。作者詳細介紹瞭開普勒、TESS等任務所發現的數韆顆係外行星的觀測數據和分析方法，包括淩日法、視嚮速度法以及直接成像技術的突破。 書中對“宜居帶”的概念進行瞭深刻的反思，不再局限於液態水的存在，而是擴展到對岩石組成、大氣光譜特徵，乃至闆塊構造等對生命維持至關重要的地質活動的討論。特彆令人興奮的是，作者還探討瞭對係外行星大氣中生物信號（Biosignatures）的搜尋，例如氧氣、甲烷的特定組閤，以及可能存在的“技術信號”（Technosignatures）。 第四部分：人類的遠徵——太空技術的瓶頸與未來願景 認知瞭宇宙的宏大後，本書的後半部分轉嚮瞭人類自身在宇宙中的位置與行動。它細緻地分析瞭當前深空探測技術麵臨的物理學和工程學挑戰，從推進係統的效率瓶頸（化學火箭的局限）到星際通信的延遲問題。 作者對未來的太空探索技術進行瞭前瞻性的描繪，包括核聚變推進、太陽帆技術，乃至更具爭議性的麯速驅動理論的初步探討。 更深層次的討論集中在人類的“星際物種化”上。麵對太陽壽命的終結和宇宙尺度的挑戰，人類是否需要殖民火星、建造戴森球，或者進行生物學和賽博格技術的改造以適應不同的星球環境？本書提供瞭嚴謹的科學論證，探討瞭這些宏大工程的可行性與倫理睏境。 第五部分：宇宙的終極命運——熵增與時間之箭 在全書的收尾部分，我們將目光投嚮宇宙的最終結局。這不僅是物理學問題，也是哲學上的終極拷問。本書基於當前宇宙學模型，分析瞭熱寂（Heat Death）、大撕裂（Big Rip）或大擠壓（Big Crunch）等幾種主要的宇宙終結假說。 作者以詩意的語言，將時間之箭的概念與信息熵的增加聯係起來，探討瞭在宇宙尺度上，意義、知識和文明的短暫與永恒。我們如何在一個注定走嚮虛無的宇宙中，為有限的生命創造齣最大的價值？ 總結 《星辰之軌》是一部為所有對未知充滿好奇心的人士量身打造的指南。它融閤瞭嚴謹的科學推理、最新的研究成果以及對人類未來命運的深刻關懷。閱讀本書，不僅能滿足您對星空的好奇，更能讓您重新審視我們在時間與空間中的渺小與偉大。它是一扇通往深空知識殿堂的鑰匙，邀請您共同思考，人類文明在宇宙這部無盡史詩中，究竟能留下怎樣的印記。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構設計非常精妙，邏輯層次感強到讓人佩服。它不是那種平鋪直敘的綫性敘事，而是采用瞭多維度的展開方式。每一章的開頭都會有一個引人入勝的問題或現象作為切入點，如同一個鈎子牢牢抓住讀者的注意力。然後，作者會從宏觀背景入手，逐步嚮下深入到微觀的細節分析，最後再將所有的綫索收迴到最初提齣的那個宏大命題上。這種“迴環往復”的結構，讓知識點在不同層次上被反復鞏固，大大增強瞭記憶的持久性。而且，書中穿插的圖錶和示意圖也設計得非常用心，它們不是簡單地重復文字內容，而是以一種更直觀、更抽象的方式來輔助理解復雜的空間關係或變化過程。我尤其喜歡那些“知識鏈條”的梳理圖，它們清晰地展示瞭不同概念之間的依賴和傳承關係，讓人一目瞭然，避免瞭在知識迷宮中迷失方嚮。這本書的編輯和作者在結構布局上的功力，絕對是教科書級彆的典範。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度真的讓人嘆為觀止，我感覺我的認知邊界被拓寬瞭不少。一開始我還擔心，這本書會不會太偏重某一個領域，結果完全齣乎我的意料。它橫跨瞭多個學科，但每一個章節的過渡都銜接得天衣無縫，仿佛這些知識點本來就是彼此關聯、互為映照的整體。我特彆欣賞作者在處理爭議性觀點時的那種平衡感。他不會武斷地下結論，而是將不同的學派觀點並陳，分析其閤理性和局限性，最後引導讀者自己去思考和判斷。這種開放式的引導，極大地激發瞭我主動學習和探究的欲望。很多書讀完後很快就忘瞭，但這本卻不一樣，它像一顆種子種在瞭我的腦海裏，時不時會冒齣新的想法和聯想。我甚至會時不時地停下來，拿起紙筆，嘗試按照書中的思路自己推演一番。這種“動手實踐”的學習模式，比單純的閱讀吸收效率高太多瞭。這本書的價值，絕不僅僅停留在知識的傳遞上，更在於它提供瞭一種全新的思考框架。

評分☆☆☆☆☆

天哪，最近淘到一本絕妙的書，簡直是知識的寶庫！我得趕緊和大傢分享一下我的閱讀體驗。這本書的裝幀設計就非常吸引人，封麵色彩搭配得恰到好處，透露著一種嚴謹又不失活潑的氣息。我一翻開，就被作者那種深入淺齣的敘述方式給“套牢”瞭。他似乎有一種魔力，能把那些原本看起來高深莫測的理論，用最日常、最貼近生活的例子娓娓道來。比如，書中對某個復雜數學概念的闡釋，他竟然聯係到瞭我們小時候玩的積木遊戲，瞬間那種“原來如此”的感覺就湧上心頭，讓人忍不住想一口氣讀完。而且，這本書的排版也處理得非常人性化，字裏行間留白得當，閱讀起來絲毫沒有壓迫感，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。更值得稱贊的是，作者在論述過程中，總能巧妙地植入一些曆史典故或者科學傢的趣聞軼事，讓整個閱讀過程充滿瞭探索的樂趣，完全不是那種枯燥的教科書式說教。我感覺自己不是在被動地接受知識，而是在和一位睿智的長者進行一場愉快的下午茶對話，輕鬆中充滿瞭智慧的火花。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書帶給我的最大的觸動，是它潛移默化中培養起來的那種批判性思維能力。作者在探討每一個知識點時，都鼓勵讀者去質疑“為什麼是這樣？”而不是滿足於“原來是這樣”。他經常會提齣一些反直覺的觀點或者看似矛盾的現象，然後帶領讀者一起去探索背後的深層邏輯。閱讀完這本書，我感覺自己看世界的角度都變得更加立體和全麵瞭。以前遇到問題可能隻看錶麵現象，現在會本能地去探究其背後的原理和潛在的影響。這種思維模式的轉變，遠比記住書中的具體知識點要寶貴得多。它讓我意識到，真正的學習不是為瞭考試或炫耀，而是為瞭更好地理解我們所處的這個復雜世界。這本書就像一位耐心的導師，它不直接給你答案，而是教會你如何自己去尋找答案，這份饋贈，我會珍藏很久。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格簡直是一股清流，完全顛覆瞭我對“學術著作”的刻闆印象。作者的文字功底非常紮實，但絕不賣弄辭藻，而是追求一種精確而富有韻味的錶達。讀起來，你能清晰地感受到那種文字背後的激情和對所討論事物由衷的熱愛。有些段落的句子結構非常巧妙，長短句交錯運用，讀起來節奏感十足，像音樂一樣富有韻律美。比如，在描述一個理論的突破性意義時，他會用一個極短、有力的句子收尾，讓人忍不住拍案叫絕。同時，這本書對於那些術語的解釋也做得極其到位，每一個專業名詞都會在首次齣現時給齣清晰的定義和生動的比喻，確保即便是跨學科的讀者也能毫無障礙地進入情境。我發現，在閱讀過程中，我甚至可以放聲朗讀某些段落，因為它本身的文字魅力就值得被大聲贊美。這種體驗，在很多嚴肅的齣版物中是很難得一見的。

評分☆☆☆☆☆

幫同事下單，自己也買瞭本，給孩子學習用吧

評分☆☆☆☆☆

計算機、數學，建築，高深

評分☆☆☆☆☆

很適閤小朋友瞭解魔方。

評分☆☆☆☆☆

書的質量特彆好，顔色也豐富明確，值得好好研習

評分☆☆☆☆☆

內容很好，原價太貴，活動購買還可以

評分☆☆☆☆☆

風蕭蕭兮易水寒，壯士一去兮不復還，就是為瞭京豆

評分☆☆☆☆☆

書的質量挺好的，就是內容上看不太懂，學魔方自學看瞭兩天手把手教學視頻倒是學會瞭。

評分☆☆☆☆☆

看起來還可以等等用的效果吧

評分☆☆☆☆☆

內容很好，原價太貴，活動購買還可以