Si desmantelo un cubo de Rubik y luego lo vuelvo a montar de todas las formas posibles, ¿cuántos cubos distintos de Rubik son posibles?

519024039293878272000

O 12, dependiendo de cómo lo mires.

Desmontar un cubo de Rubik mantiene intactas las piezas centrales. Esto significa que hasta la rotación, todas las demás posiciones son únicas.

Hay 12 piezas de borde. ¡Se pueden permutar en 12! formas. Cada uno tiene 2 orientaciones posibles, lo que da un total de 2 ^ 12 × 12 !.

Hay 8 piezas de esquina. ¡Se pueden permutar en 8! formas. Cada uno tiene 3 orientaciones posibles, dando un total de 3 ^ 8 × 8 !.

¡Por lo tanto, el número total de conjuntos posibles es 2 ^ 12 × 3 ^ 8 × 8! × 12! = 519024039293878272000.

Ahora, ¿cuántos de estos son realmente diferentes en el sentido de que no se puede pasar de una posición a otra a través de operaciones de cubo válidas? La respuesta es 12, ya que se puede alcanzar una doceava parte de estas posiciones a partir del cubo de Rubik resuelto normal. La esencia de la prueba es mostrar que:

  • No puede permutar arbitrariamente todas las piezas del cubo. Una vez que haya decidido la permutación de las piezas de borde, solo se podrá acceder a la mitad de las permutaciones de las piezas de esquina.
  • Del mismo modo, no puede orientar todas las piezas como lo desee. Elegir la orientación de 11 piezas de borde fija la orientación de la duodécima, y ​​elegir la orientación de 7 piezas de esquina fija la orientación de la octava.

Es decir, solo se puede alcanzar ½ × ½ × ⅓ de todas las posiciones. La prueba completa se proporciona aquí (Advertencia: teoría de grupo grave).

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