清华教授的小课堂 魔方真好玩 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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雍俊海 著

图书标签:

• 魔方
• 益智
• 科普
• 趣味数学
• 清华大学
• 教育
• 少儿
• 游戏
• 思维训练
• 动手能力

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302431251

版次：1

商品编码：12262048

包装：平装

开本：16

出版时间：2017-11-01

用纸：铜版纸

页数：148

字数：163000

产品特色

编辑推荐

孩子玩魔方，有时候怎么也无法按攻略复原？《清华教授的小课堂 魔方真好玩》的作者雍俊海教授也遭遇了这种尴尬。雍老师按照攻略给清华附小的孩子讲解如何复原魔方，可手里的魔方怎样也无法按攻略复原。正是这次经历，促使他开始研究魔方复原。每个魔方可以拥有43,252,003,274,489,856,000种状态，攻略往往是个人经验的集合，状态覆盖不全难以避免。雍老师利用高等数学知识和计算机编程科学破解魔方难题，解法完全覆盖魔方的各种状态，而且转动步骤毫不冗余。
作为益智游戏的魔方，孩子能复原，就足够了吗？《清华教授的小课堂 魔方真好玩》告诉你，会玩很重要，但最终决定孩子受益程度的是玩的过程。雍老师运用自己文理兼备的独特优势，融入跨学科思维，以西周取代殷商比喻魔方复原过程，趣味盎然的历史故事贯穿始终，还精心设计了包罗历史百科、魔方趣闻、花式玩法的小甜点环节，贯通文史理工，让玩魔方的过程不止于空间想象、手脑配合，激发孩子多学科多维度思考力。

内容简介

《清华教授的小课堂 魔方真好玩》是清华大学软件学院教授雍俊海为初学三阶魔方的孩子精心创作。区别于个人经验式的魔方图书，作者利用高等数学知识和计算机编程科学破解魔方难题，完整覆盖魔方的43,252,003,274,489,856,000种状态。任何一个打乱的魔方，都能通过本书复原。作者还运用自己文理兼备的独特优势，融入跨学科思维，以西周取代殷商比喻魔方复原过程，每一段历史故事都与魔方复原进程完美契合，新颖有趣，易懂易学。

每章内容后，作者还精心设计了小甜点环节，历史百科、魔方趣闻、花式玩法尽在其中，贯通文史理工，激发孩子多学科多维度思考力。

作者简介

雍俊海

清华大学计算机科学与技术系学士、硕士和博士

（期间辅修应用数学专业）

美国肯塔基大学计算机系博士后

现为清华大学软件学院教授、博士生导师、学术委员会主任

全国计算机辅助设计与图形学专业委员会副主任

曾获全国优秀博士论文奖

国家杰出青年科学基金

教育部自然科学一等奖

国际Elsevier杰出贡献奖

入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”

内页插图

精彩书评

This is an amazing book: a fast solver with wonderful stories.（这是一本令人拍案称奇的书：在讲述精彩故事的同时阐明了魔方的快速复原方案。）
——法国科学院大奖获得者、法国计算机与自动化国家研究院教授Jean-Claude Paul

复原魔方，提高空间想象力；思索其内涵，领悟人生哲理。
——《图学学报》主编、中国科学院计算技术研究所研究员李华

一本奇妙的科普著作：玩魔方，学科学，掌握历史典故，三种功能融为一体。
——国家杰出青年科学基金获得者、清华大学自动化系教授季向阳

高等数学、计算机软件和智力开发的完美结合，科普经典。
——国家杰出青年科学基金获得者、长江学者特聘教授、天津城建大学校长、
天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室主任李忠献

实用的魔方教程：魔方攻略新颖，步骤少；插图丰富，含有起始图、终止图和中间对照图等；文字说明详尽。
——国家杰出青年科学基金获得者、长江学者特聘教授、国家科技创新领军人才、浙江大学信息学部主任鲍虎军

目录

PART 1 认识魔方王国 001
1.1 魔方王国的外观 002
1.2 魔方的内部世界 004
1.3 复原魔方的方法基础 006
小习题：连连看（寻找对应的将军与士兵） 006
小甜点：其他种类的魔方 008
PART 2 英雄练功： 玩魔方的十八般基本武艺 013
小甜点1：魔方操作的其他标记法 022
小甜点2：教授与魔方 023
小甜点3：鲁比克教授不是第一个发明魔方的人? 024
PART 3 战事规划： 魔方解法的整体思路 025
小甜点： 六个伟大的国王或皇帝 030
PART 4 英雄觅良将： 底面将军归位（对好底层十字架） 033
4.1位于底面的第一位底面将军归位 036
4.2位于顶面的底面将军归位 036
4.3位于顶层侧面的底面将军归位 037
4.4位于中间层的底面将军归位 037
4.5位于底层侧面的底面将军归位 040
4.6位于底面的底面将军归位 042
小甜点：四位伟大的将军 044

精彩书摘

公元前12世纪前后，位于商王朝西部的一个诸侯国的国君去世，他的儿子姬昌继位，成为一任西伯，也就是后来的周文王。周文王是个颇有抱负的人。商朝的君主殷纣王继位后非常残暴，设立了炮烙等残酷的刑罚，老百姓和正直的官员苦不堪言。与商朝相比，西周的实力非常薄弱。但周文王很有策略和耐心，他并不与殷纣王发生直接冲突，而是博采众长，努力发展西周。伟大而艰巨的事业正是这样有条不紊地从底层开始。而要经营西周，最关键的是人才。正所谓“一个好汉三个帮”“众人拾柴火焰高”。周文王对有才德的人非常尊敬，多次为了等待来访的士人，到中午都没时间吃饭，再加上他笃行仁义，对老者尊敬，对少年慈爱，因此，除了身怀文韬武略的姜子牙，周文王还吸纳了足智多谋的辛甲、太颠、闳夭，等等。辛甲曾是殷纣王的大臣，他多次进谏忠言，但是昏庸暴虐的殷纣王根本听不进去，甚至还要派人杀掉辛甲。辛甲迫不得已，逃到西周，寻求庇护。周文王亲自迎接辛甲，并任命他为公卿大臣。广罗人才给了周文王巨大的回报。正当西周在周文王和众多贤才的带领下欣欣向荣、根基日厚时，崇国的国君崇侯虎却在殷纣王面前诬告周文王。殷纣王听信了崇侯虎的话，将周文王囚禁在羑里。辛甲和太颠等日夜忧心，于是设法将美女、宝马和各类奇珍异宝献给殷纣王，请求他释放周文王。殷纣王高兴极了，立刻答应了这一请求。后来，也正是这些大臣帮助周文王和他的儿子周武王最终成就了推翻殷纣王的事业。
同样，本书介绍的魔方解法也是从底层开始。而且同理，我们不能让底层王国的国王缺少帮手。底面国王最有力的帮手就是它的四位将军。现在，我们的魔方复原事业正式开始了，底面国王开始召唤自己的将军。本书魔方解法的第一步目标是让底面的将军归位，也称作“对好底层十字架”。
这里介绍实现第一步目标的整体思路。我们首先检查底面，看看是否有底面将军恰好就在底面上。如果有，那么直接按照第4.1 节的方法，通过操作2 或5 ，至少让一位底面将军归位。在其他情况下，如果在底面将军的位置上发现占其位置的将军不是它自己（假设它自己为将军k），那么通过整体左转或右转魔方，让这个位置位于底面前排。这个位置在这里也称为将军k的归位目标位置。然后，在魔方上寻找该将军k，并根据将军k 当前所在的位置，从第4.2节到第4.6节的方法当中查找与其匹配的归位方法。这些方法具有一个共同的特点，即它们在让将军k归位的同时不会让任何一位已经归位的底面将军离开自己的家。因为总共只有4位底面将军，所以这个步骤的重复次数不会超过4次。

前言/序言

魔方复原是人类智力与体力的完美结合，充满挑战。正因为如此，它也充满了乐趣，能使人获得巨大收益。如果能成功复原魔方，则可能获得智力提升、体力提升和成就感提升的三重收获。
我本人之所以研究魔方是因为清华大学附属小学开设了魔方课程并且举办了魔方大赛。（我研究的是三阶魔方，本书的复原方法也是针对三阶魔方。魔方有很多种类，具体情况书中会有相关介绍。）当时，我从网络上下载了一本所谓的“魔方秘籍”。按照该秘籍的方法，我一下就复原了魔方。我非常高兴。于是，我按照该秘籍向清华大学附属小学的小朋友讲解如何复原魔方。但是，让我非常尴尬的是这次我无论如何都无法复原魔方。于是，我收集了几乎所有能拿到的魔方书、相关网页和论文进行分析研究，终于明白了原来那本“魔方秘籍”并没有覆盖魔方可能出现的所有情况。在运气好的时候，魔方的当前状态刚好落入“魔方秘籍”介绍的情况之中，如果小心操作，则可以复原魔方；在运气不好的时候，魔方的当前状态不在“魔方秘籍”介绍的范围之内，则很难复原魔方。魔方解法不全面是目前魔方秘籍或魔方攻略面临的严重问题。
魔方七步解法是当前复原魔方的基本框架。我在研究现有的魔方复原解法时发现，现有解法的许多步骤不是最优的，越到后面，每步所需要的操作次数越多，冗余的操作次数也越多，而且基本上都需要各种复杂的组合。于是，我开始尝试寻找每步的最优解法。我在攻读大学学士学位时同时学习了数学与计算机两个专业。这两个专业的知识为我推导最优解法提供了必要的高等数学群论和计算机程序设计基础知识。通过大量的数学推导，以及大量的计算机程序的编写，我幸运地得到了本书的解法，不仅解决了魔方解法覆盖不全面的问题，而且其中每个步骤的操作次数大为减少。另外，从第四步开始一直到最后，本书的解法都只要操作一遍就可以了，不再需要那些复杂的组合。在相同操作次数下，如果存在多种解法，本书只给出其中一种相对来说转动最顺手的操作方式。本书的解法不仅可以减少操作次数和难度，而且可以降低操作出错概率。
复原魔方的过程也充满了乐趣与哲理。在研究魔方的过程中，我发现魔方七步解法与周文王及周武王创立西周的历史脉络不谋而合。考虑到现有的魔方书大多只列公式，讲解法，很考验读者的耐心和兴趣，阅读门槛也相对较高，在普及魔方解法时，我引入了与魔方解法十分契合的西周历史故事，立体拓展书中涉及的知识结构，期望让读者轻松领会魔方及其解法中的乐趣和深意。
我一直希望通过运用自己所学的知识让尽可能多的人受益。这本书就是这样一个心愿的结晶之一。这本书蕴含着美妙的祝福。愿此书能让你尽情享受魔方与人生的乐趣!

——雍俊海 于清华园

好的，这里为您创作一本与《清华教授的小课堂：魔方真好玩》无关的图书简介，旨在详细描述另一本内容丰富的书籍。 --- 书名：《星辰之轨：宇宙深处的秘密与人类的未来》 作者： [此处可填写真实的或虚构的作者名，例如：李文博] 出版社： [此处可填写真实的或虚构的出版社名，例如：寰宇科技出版社] --- 图书简介 《星辰之轨：宇宙深处的秘密与人类的未来》是一部宏大而深邃的科普巨著，它带领读者踏上了一场横跨时空、直抵宇宙本源的探索之旅。本书并非仅仅罗列天文现象，而是深入剖析了现代天体物理学、宇宙学乃至哲学层面的前沿思考，旨在揭示宇宙的运作机制，并探讨人类文明在浩瀚星海中的最终归宿。 第一部分：回溯时间的起点——宇宙的黎明 本书伊始，作者以生动的笔触重构了宇宙的诞生图景。我们不仅仅停留在“大爆炸”这一概念上，而是细致地探讨了普朗克时期、暴胀理论的最新进展，以及早期宇宙中基本粒子是如何在极端高温高压下形成的。 我们将跟随引力波的涟漪，回溯至中子星合并和黑洞吞噬的瞬间，理解这些宇宙中最暴力的事件如何塑造了今天我们所观测到的元素丰沛性。书的这一部分重点阐述了暗物质和暗能量的观测证据，它们构成了宇宙的绝大部分，却依然是科学界面临的最大谜团。作者清晰地梳理了各种候选理论，从弱相互作用重粒子（WIMPs）到修正引力理论，为读者构建了一个既令人敬畏又充满未解之谜的早期宇宙模型。 第二部分：生命的炼金术——恒星的生命周期与行星的诞生 宇宙的广阔并非一片虚无，而是孕育生命的熔炉。本部分聚焦于恒星——宇宙的能量核心。我们详细解析了恒星从分子云坍缩到主序星、红巨星，直至壮丽的超新星爆发或安静地演化为白矮星、中子星或黑洞的全过程。 特别值得一提的是，书中有一章专门探讨了“宇宙中的元素炼成”。铁以下的元素在恒星内部核聚变产生，而金、铂等重元素则需要在更剧烈的事件中诞生。作者运用最新的核合成模型，解释了这些珍贵元素如何被抛洒到星际空间，成为下一代恒星和行星系统的原材料。 在行星形成方面，本书深入探讨了“原行星盘”的演化，从尘埃颗粒的碰撞吸积到形成微行星，直至最终的气体巨行星与岩石行星的区分。书中对比了太阳系的形成与系外行星系统的多样性，从热木星到超级地球，展示了宇宙中行星演化的丰富路径。 第三部分：宜居带之外的探索——系外行星与地外生命的可能性 人类对“我们是否孤独”的追问是永恒的主题。本书的第三部分将焦点投向了太阳系之外的广阔空间。作者详细介绍了开普勒、TESS等任务所发现的数千颗系外行星的观测数据和分析方法，包括凌日法、视向速度法以及直接成像技术的突破。 书中对“宜居带”的概念进行了深刻的反思，不再局限于液态水的存在，而是扩展到对岩石组成、大气光谱特征，乃至板块构造等对生命维持至关重要的地质活动的讨论。特别令人兴奋的是，作者还探讨了对系外行星大气中生物信号（Biosignatures）的搜寻，例如氧气、甲烷的特定组合，以及可能存在的“技术信号”（Technosignatures）。 第四部分：人类的远征——太空技术的瓶颈与未来愿景 认知了宇宙的宏大后，本书的后半部分转向了人类自身在宇宙中的位置与行动。它细致地分析了当前深空探测技术面临的物理学和工程学挑战，从推进系统的效率瓶颈（化学火箭的局限）到星际通信的延迟问题。 作者对未来的太空探索技术进行了前瞻性的描绘，包括核聚变推进、太阳帆技术，乃至更具争议性的曲速驱动理论的初步探讨。 更深层次的讨论集中在人类的“星际物种化”上。面对太阳寿命的终结和宇宙尺度的挑战，人类是否需要殖民火星、建造戴森球，或者进行生物学和赛博格技术的改造以适应不同的星球环境？本书提供了严谨的科学论证，探讨了这些宏大工程的可行性与伦理困境。 第五部分：宇宙的终极命运——熵增与时间之箭 在全书的收尾部分，我们将目光投向宇宙的最终结局。这不仅是物理学问题，也是哲学上的终极拷问。本书基于当前宇宙学模型，分析了热寂（Heat Death）、大撕裂（Big Rip）或大挤压（Big Crunch）等几种主要的宇宙终结假说。 作者以诗意的语言，将时间之箭的概念与信息熵的增加联系起来，探讨了在宇宙尺度上，意义、知识和文明的短暂与永恒。我们如何在一个注定走向虚无的宇宙中，为有限的生命创造出最大的价值？ 总结 《星辰之轨》是一部为所有对未知充满好奇心的人士量身打造的指南。它融合了严谨的科学推理、最新的研究成果以及对人类未来命运的深刻关怀。阅读本书，不仅能满足您对星空的好奇，更能让您重新审视我们在时间与空间中的渺小与伟大。它是一扇通往深空知识殿堂的钥匙，邀请您共同思考，人类文明在宇宙这部无尽史诗中，究竟能留下怎样的印记。 ---

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书带给我的最大的触动，是它潜移默化中培养起来的那种批判性思维能力。作者在探讨每一个知识点时，都鼓励读者去质疑“为什么是这样？”而不是满足于“原来是这样”。他经常会提出一些反直觉的观点或者看似矛盾的现象，然后带领读者一起去探索背后的深层逻辑。阅读完这本书，我感觉自己看世界的角度都变得更加立体和全面了。以前遇到问题可能只看表面现象，现在会本能地去探究其背后的原理和潜在的影响。这种思维模式的转变，远比记住书中的具体知识点要宝贵得多。它让我意识到，真正的学习不是为了考试或炫耀，而是为了更好地理解我们所处的这个复杂世界。这本书就像一位耐心的导师，它不直接给你答案，而是教会你如何自己去寻找答案，这份馈赠，我会珍藏很久。

评分☆☆☆☆☆

天哪，最近淘到一本绝妙的书，简直是知识的宝库！我得赶紧和大家分享一下我的阅读体验。这本书的装帧设计就非常吸引人，封面色彩搭配得恰到好处，透露着一种严谨又不失活泼的气息。我一翻开，就被作者那种深入浅出的叙述方式给“套牢”了。他似乎有一种魔力，能把那些原本看起来高深莫测的理论，用最日常、最贴近生活的例子娓娓道来。比如，书中对某个复杂数学概念的阐释，他竟然联系到了我们小时候玩的积木游戏，瞬间那种“原来如此”的感觉就涌上心头，让人忍不住想一口气读完。而且，这本书的排版也处理得非常人性化，字里行间留白得当，阅读起来丝毫没有压迫感，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称赞的是，作者在论述过程中，总能巧妙地植入一些历史典故或者科学家的趣闻轶事，让整个阅读过程充满了探索的乐趣，完全不是那种枯燥的教科书式说教。我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在和一位睿智的长者进行一场愉快的下午茶对话，轻松中充满了智慧的火花。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计非常精妙，逻辑层次感强到让人佩服。它不是那种平铺直叙的线性叙事，而是采用了多维度的展开方式。每一章的开头都会有一个引人入胜的问题或现象作为切入点，如同一个钩子牢牢抓住读者的注意力。然后，作者会从宏观背景入手，逐步向下深入到微观的细节分析，最后再将所有的线索收回到最初提出的那个宏大命题上。这种“回环往复”的结构，让知识点在不同层次上被反复巩固，大大增强了记忆的持久性。而且，书中穿插的图表和示意图也设计得非常用心，它们不是简单地重复文字内容，而是以一种更直观、更抽象的方式来辅助理解复杂的空间关系或变化过程。我尤其喜欢那些“知识链条”的梳理图，它们清晰地展示了不同概念之间的依赖和传承关系，让人一目了然，避免了在知识迷宫中迷失方向。这本书的编辑和作者在结构布局上的功力，绝对是教科书级别的典范。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度真的让人叹为观止，我感觉我的认知边界被拓宽了不少。一开始我还担心，这本书会不会太偏重某一个领域，结果完全出乎我的意料。它横跨了多个学科，但每一个章节的过渡都衔接得天衣无缝，仿佛这些知识点本来就是彼此关联、互为映照的整体。我特别欣赏作者在处理争议性观点时的那种平衡感。他不会武断地下结论，而是将不同的学派观点并陈，分析其合理性和局限性，最后引导读者自己去思考和判断。这种开放式的引导，极大地激发了我主动学习和探究的欲望。很多书读完后很快就忘了，但这本却不一样，它像一颗种子种在了我的脑海里，时不时会冒出新的想法和联想。我甚至会时不时地停下来，拿起纸笔，尝试按照书中的思路自己推演一番。这种“动手实践”的学习模式，比单纯的阅读吸收效率高太多了。这本书的价值，绝不仅仅停留在知识的传递上，更在于它提供了一种全新的思考框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格简直是一股清流，完全颠覆了我对“学术著作”的刻板印象。作者的文字功底非常扎实，但绝不卖弄辞藻，而是追求一种精确而富有韵味的表达。读起来，你能清晰地感受到那种文字背后的激情和对所讨论事物由衷的热爱。有些段落的句子结构非常巧妙，长短句交错运用，读起来节奏感十足，像音乐一样富有韵律美。比如，在描述一个理论的突破性意义时，他会用一个极短、有力的句子收尾，让人忍不住拍案叫绝。同时，这本书对于那些术语的解释也做得极其到位，每一个专业名词都会在首次出现时给出清晰的定义和生动的比喻，确保即便是跨学科的读者也能毫无障碍地进入情境。我发现，在阅读过程中，我甚至可以放声朗读某些段落，因为它本身的文字魅力就值得被大声赞美。这种体验，在很多严肃的出版物中是很难得一见的。

评分☆☆☆☆☆

书的质量特别好，颜色也丰富明确，值得好好研习

评分☆☆☆☆☆

小朋友喜欢看，就是好书。

评分☆☆☆☆☆

只是针对三阶的，好好研究一下

评分☆☆☆☆☆

讲解怎样玩魔方，内容挺好的，价格实惠，非常满意。

评分☆☆☆☆☆

书的质量挺好的，就是内容上看不太懂，学魔方自学看了两天手把手教学视频倒是学会了。

评分☆☆☆☆☆

书不错，小孩子玩挺好的!!!!买了3本，偶尔自己也可以看看吧

评分☆☆☆☆☆

和孩子一起看书，让孩子爱上阅读，京东的活动价格非常合适，买了很多书，让孩子养成爱读书的好习惯。

评分☆☆☆☆☆

感觉不是很懂，看视频好像更容易明白点

评分☆☆☆☆☆

书的质量挺好的，就是内容上看不太懂，学魔方自学看了两天手把手教学视频倒是学会了。