日前，中国石油大学（华东）的李世春教授主讲的《魔方和数学建模》课程，在由网易公开课网和“爱课程”网主办的2013我最喜爱的中国大学视频公开课评选中，获得"最具人气课程"奖第一名（基础科学类）。

据李世春介绍，《魔方和数学建模》是列入中国石油大学（华东）教学计划的公共选修课，于2004年开课，至今已8年了。授课对象为本科生，专业和年级不限。

“来上课的学生中，多数不会复位魔方，但是课程结束后都能把搅乱了的魔方复位。”李世春说，魔方，可以说是世界上最受欢迎的玩具之一，2009年，全世界的魔方已经卖出3.5亿个。在魔方最流行的上个世纪80年代，全世界约有五分之一的人在玩魔方。

2013年，教育部、财政部启动实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”支持建设的高等教育课程资源共享平台，建设“爱课程”网，集中展示“中国大学视频公开课”和“中国大学资源共享课”。李世春的魔方课也入选其中。

此次评选是经由网友投票，最终选出最受欢迎课程的非商业评选活动。该评选设最具人气课程、最意趣课程、最佳表现、万众期待等四类奖项，每类奖项取前五名。最具人气课程分文学艺术、哲学历史、经济法学、基础科学、工程技术和农林医药等六组。

在李世春眼中，魔方的魅力不仅如此，其文化内涵、复位方法、科学隐喻都足以让人在其中流连忘返。

魔方“祖先”来自中国

李世春教授告诉记者，魔方自从作为一个教学工具发明以来，风靡全球。而说起魔方在文化内涵上的“祖先”，应该追溯到中国 5000年前的洛书。

“洛书最早见于《尚书》，但最早的记述只有文字，一直到北宋道家一代宗师陈抟才公布了洛书的图案。”李世春说，后来考古证明，洛书图案在汉代已经出现，当时称其为“九宫图”（出现在太乙九宫占盘上）。汉代徐岳把九宫图引入数学，不过到北宋之后，九宫图才被数学家杨辉进行了深入的研究。

而从九宫图到魔方，不得不说元代中国的游戏 “重排九宫”（类似于“华容道”游戏），这一游戏标志着洛书走出了数学，进入了游戏发展路线。“‘重排九宫’随着元朝的扩张走向世界，外国人在这个游戏的基础上发明了 15子棋。”在15子棋游戏后，1939年，波兰数学家在《数学万花镜》描述了组合立方体游戏，1974年，匈牙利人鲁毕克发明了魔方。

从时间脉络来看，从洛书到九宫图到重排九宫，到15子棋，到组合立方体游戏，再到魔方，其（游戏）数学原理是一脉相承的，从文化传承上来看，中国古代的洛书，应该就是现代魔方“祖先”。

魔方还原最多20步

李世春说，世界上研究魔方的人主要有两种。一种人追求以最快的速度还原魔方，现在的世界纪录不到6秒；另一种人则通过数学的方法来解读魔方。后一种人大都是研究数学的或者是搞计算的。

一个魔方复位高手，应该具备三种能力，李世春总结的是：直觉力、记忆力、注意力。但再牛的魔方复位高手，也不可能用理论上最少的步骤来复位被任意搅乱了的魔方，除非他知道计算机的结果。而这个最少的步数，就是“20”。李世春告诉记者，这个数字是美国加州的一个研究小组运用谷歌研发的四核计算机，用了35CPU年（指用一台计算机花费35年）计算魔方状态得出来的，实际上，他们只计算了魔方全部状态的四十分之一。因此魔方的全部状态数目是一个天文数字。

他们用枚举法得到：对于任何一个被搅乱了的魔方，把它复位只需要20步，并且把这个20称之为“上帝之数”。

关于魔方复位，网络上有很多很多这方面的内容，也有各种各样的魔方复位培训班。李世春说，考虑到课程讲的是数学建模，通过魔方复位方法，讲解魔方操作的循环特点，有利于理解魔方复位操作序列的数学奥妙。

魔方有很多“隐喻”

对于隐喻，李世春说，科学隐喻不等同于修辞学上的隐喻。在科学中，隐喻的实质就是用一种东西来理解和体验另外一种东西。在跨学科研究中，隐喻是一种重要的方法，而魔方作为一个科学模型，可以被用于多个不同的学科。

比如魔方与夸克 （构成物质的基本单元）。“我们知道，有一个夸克禁闭模型，即夸克不能单独活动。”李世春说，魔方也有自己的“夸克禁闭”，魔方的小块就是它的夸克，如果只有一个角块没有复位，我们是无法通过转动魔方让其复位的，至少要有两个角块没有复位，我们才能通过转动让其复位。

李世春表示，魔方被列为20世纪最有影响的100项发明之一，它不仅仅是一个玩具，也可以作为晶体学、群论、晶体电子衍射、夸克、混沌和基因等多种科学领域的模型。网络检索表明，国外不少大学教授将魔方列为一个研究方向，有的人工智能研究组甚至直接将魔方作为研究对象。

“希望有越来越多的孩子在喜欢魔方的同时，也对魔方背后的科学感兴趣，并喜欢上这些科学。”李世春说。

《青岛日报》（2014年3月18日，第5版）