上周孩子三阶魔方速拧第一次做到AO5(5次去尾平均)成绩SUB15(15秒以内),今天偶然和同事聊起高中物理,脑海里忽然浮现出一个问题:魔方三阶速拧SUB15秒和高考物理80分那个难?
魔方复原与高考物理虽然不是一类问题,但还是有许多共通点的:都要记忆大量公式;都要短时间记忆变量;都要心算并在“复杂”情况下选择合适的公式;差别最大的也就是魔方不需要数学计算。
在公式记忆上,魔方要求高于物理
在公式量上,现在主流的CFOP方式共有119个公式,由于有部分“组合”公式,手速足够的情况下熟练记忆70个左右公式以及部分组合就可以满足SUB15了,底色和顶色固定,有4种颜色和4个方向的不同,但实际上并不需要记忆颜色,只需要记忆方向,所以实际衍生出的不同约有280个。
高中物理公式大概在80个左右,算上衍生公式以及部分常用二级推论大概在300个左右。两者的公式量差别不大。
三阶魔方公式包含6个层各2个方向共12个量,步数在4-18步(没挨个数,抱歉)。高中物理公式变量一般在5个以内,长度一般在10以内。所以我觉得从公式记忆上来说,三阶魔方要难于高中物理的。
在短时间记忆上,魔方在记忆次数与数量上都高于物理
三阶速拧与其他魔方项目一样有15秒的观察时间,但由于至少魔方计时器绿灯亮需要按下约1秒的时间,以及计算第一个环节复原方式的时间,开始前用于观察的时间可能只有几秒钟,至少要提前记下开始的数步复原步骤。
又由于魔方我们最多同时看到三个面,下个环节需要用到的色块转动到看不到的位置后,其位置只能靠我们的记忆以及心算来获得了。整个魔方复原过程中,需要我们瞬间记忆或是计算的量大概在10个左右而次数在6~7次,最多只能有1次转动魔方来寻找,否则想SUB15需要太多的运气了。
高考物理平均每分钟要答完1.5分的题,考虑到检查,最好是1分钟两分。这样物理单选2分钟一题,多选3分钟,最后最后压轴大题也只有9分钟的时间。这样审题时间与魔方的观察时间相比也是偏紧张的,但对于记忆来说,只需要记忆那个变量给出那些要求解,且题目可以同时看到,所以物理对于瞬时记忆的要求并不高。
在心算环节,魔方的时间压力较大而高考物理的复杂度较大
三阶魔方在开始观察的15秒,除了记忆之外,还要计算4个白色棱块的复原方式。除去单纯看的数秒,至多在10秒内要完成心算与记忆,时间压力较大。在结束一个环节进入下一个环节时,需要根据2~3个面(边)的情况决定下一个环节的公式,总计有4~6次需要判断。想做到SUB15,前述4~6次观察以及判断的时间总计应控制在1秒左右或更短。整体来看,由于涉及到的变量最多仅有4个,所以复杂程度并不高,但由于时间紧所以压力会比较大。
高考物理题一般包含一到两个环节,每环节涉及相关物理量通常在4个左右。如果是单一环节的较容易的题,判断解题所用公式的难度与魔方相比差别不大。这类题通常都是4分的单项选择以及实验题,考虑到保留一半的计算时间以及十数秒的读题时间,用于思考的时间约有半分钟左右,时间压力较魔方要小。如果是两个强关联环节(有明显的过程过渡变量,比如第一环节的末速度为第二环节的初速度或是两个环节位移、时间、加速度等等某个变量相同),只需要找出两个环节的结合变量,就相当于两个单环节问题,这类一般是多选题或是计算题的前两题。高中物理多选6分,计算前两题在十几分,同样扣除审题时间并预留足够的计算以及书写时间,思考时间大概在1分钟左右,这类题复杂性较魔方复原稍高,但时间压力小很多。
如果是两个甚至三个弱关联环节的物理题,这类题需要结合两个环节的7~10个变量通盘考虑解题方式与公式使用,复杂程度明显上升,这通常是最后一道压轴大题的难度。从魔方的4个变量增加到7~10个,变量增加一倍,思考时间至少也有平方级别的增长,所以2分钟(10*10)左右的思考时间应该是够用的。
如此看来,高考物理中至少40分左右的容易题在思考(心算)要求上与三阶魔方是基本持平的,30分左右的中等题只要找准关键变量,并不比魔方难。只有最难的1道多项选择与最后压轴大题共24分的题难度要超出魔方复原。但多项选择只要解出1个正确选项就可得到3分,最后一道大题的第一问通常也只是单环节的较易分,所以真正有难度的得分不超过18分,也就是说,三阶魔方速拧SUB15可能比高中物理达到80分还要难。