魔術方塊硬體機制

軸磁、雙調、磁懸浮… 好多名詞,我要怎麼買?要怎麼調整我的魔術方塊?

磁力

以前的魔術方塊是沒有磁鐵的,手法不好的話,角塊邊塊可能沒對齊,魔術方塊看起來「形變」扭曲。之後有人把磁鐵黏在邊塊和角塊的裡面,讓邊塊角塊到定位時會吸住,整層對齊方方正正,就比較好轉。

The effects of magnets inside a Rubiks cube

以前磁力方塊剛上市為了要做區別,型號通常會加 “M” 這個字母,代表 Magnets (磁鐵)。但是 2023 年大部分的速解魔方都有磁鐵了。如同現在沒人說「彩色」電視、「智慧型」手機,也不是所有磁力方塊型號都會寫 “M” 了。然而,仍有少數的方塊是沒磁力的,建議購買前閱讀商品資訊。

磁力要強還是弱好呢?看個人偏好:磁力強不見得好,表示每一步轉動你要花更大的力氣啟動,而大力啟動後又可能因為摩擦力小、很滑,而有突兀感。「耗力啟動」跟「靜動落差」不見得是每個人習慣的。

軸磁 / 球軸

上面講的磁力,一開始是吸引邊塊角塊的接觸面。但後來有人研發在「骨架軸心」跟「角塊腳」的位置黏磁鐵,用來定位角塊。因為磁鐵在軸心,所以稱作「軸磁」

Core magnets inside a Rubiks cube

「軸心-角塊」軸磁配置,跟前一段說的「邊塊-角塊」磁鐵配置不一樣的地方在「轉動方向」跟「磁力吸引」的夾角:

  • 邊角磁:轉動方向和磁力角度是垂直的,所以直到對齊前的那一剎那幾乎不會有磁力作用。磁力帶來的是「定位感」(當然磁鐵有表面積不是數學上的一個點,所以非常非常接近但尚未對齊時就有磁力吸引了)
  • 軸磁:轉動方向和磁力角度不是垂直,是斜的。所以如果磁力夠強,轉動一層快對齊的時候,磁吸就有切向分力沿著轉動方向吸過去,除了定位感以外,感受到的是「自動回正」:手不用出力,魔術方塊會自己轉!
The magnetic force and alignment directions between regular magnets and core magnets

這導致軸磁分成兩種不同的選擇

  1. 因為軸磁磁力在轉動的時候會提早作用(不像邊角磁作用幾乎只在一個點),所以「段落感」應該要比較弱。也就是輔佐保持方塊的形狀,而不會有突兀的手感。敝人覺得風三代旗艦版屬於這一類型
  2. 但或許是玩家沒感覺的話不好賣,有一些型號用比較強的磁鐵或比較近的距離,達到了「自動回正」,反而造成了更強的落差感。個人覺得WRM V9 球軸版屬於這種

哪個好哪個壞?都只是個人偏好:就像有人喜歡甜點就是要甜,有人讚賞不甜的甜點一樣。

Edge-corner magnet strength when turning Corner magnet strength when turning Core magnet strength when turning

那「球軸」是什麼?

「球軸」就只是「軸心-角塊」軸磁配置。這個詞是由魔域發明的,他們在軸心做一個球型殼,磁鐵黏在裡面,行銷話術用「球軸」不用「軸磁」就做出了區別

軸距、彈簧、容錯

近代的魔術方塊構造,骨架末段有類似釘子的形狀,讓中心塊不會掉出來,有個最遠能活動的距離:「軸距」。邊塊有腳卡在兩個中心塊中間。如果軸距太寬,邊塊卡不住會很鬆垮;軸距太窄邊塊會卡太緊很難轉。

Axis distance of a cube without springs

上面的問題,大部分的方塊用彈簧解決:在中心塊跟軸釘中間有彈簧,中心可以往外拉再彈回去,有「擴充」的空間,所以釘子固定的軸距可以往外鬆一點。

Axis distance of a cube with springs can be larger

這樣普通時候因為彈簧撐開,中心塊會往內壓,可以卡住邊塊不掉出來。但是轉動時如果沒對齊,導致邊塊需要額外空間活動的時候,彈簧可以壓縮,比較寬的軸距可以暫時給邊塊更多的活動空間,而彈力內壓仍然能讓魔術方塊保持穩定度。

容錯

因為邊塊有更多的活動空間,再加上邊塊中心塊角塊的形狀改良,轉動一面的時候不需要完美對齊,就可以轉動另外一面了。這個稱作「容錯」(英文叫 corner cut,走捷徑切西瓜)。 容錯實際效果長怎麼樣,以及又分什麼「正容錯」「逆容錯」,小丸號那邊有一個很好的示範,點過去看看吧

題外話,最近的速解方塊容錯都很夠用,所以也沒人特別強調容錯多大了。

軸距、彈力、雙調

由上面可知

  • 「軸距」是「最大容許的」活動空間
    • 影響最大可容許的容錯範圍
    • 過寬的軸距會導致邊塊噴出
  • 「彈力」是邊塊活動時,彈簧往回壓的力道
    • 影響容錯時的抗力回饋,所以有些人會形容手感是否「穩定」
    • 過強彈力會讓中心塊 / 邊塊 / 角塊更緊密,摩擦力變大,影響你轉動要花的力氣

雖然有彈簧,但簡單的架構之下,軸距越寬,彈簧就越恢復原來的長度,所以彈力越低。如果有人同時想要寬的軸距和強的回彈力,達到高容錯高回饋,該怎麼辦?

  1. 拆掉,換更有彈力的彈簧。或是
  2. 用複雜的機制在軸距不變的情況下,壓縮彈簧增加彈力

近一兩年大部分的方塊都是用第二種機制:中心蓋打開後,你會旋轉中間某個東西,感覺似乎越來越難旋轉,但轉到某一段忽然啪一聲。這代表在你調整彈力的時候,彈簧越來越壓縮,直到循環回最低段的時候,彈簧突然恢復成最長的長度,所以會啪一聲。

Dual adjustment of a speedcubing cube

這就是「雙調」:軸距和彈力能夠分開調整,讓你能針對「容錯大小」跟「手感穩定度」分開調整

磁懸浮 Maglev

磁懸浮就是「拿兩個互斥的磁鐵代替彈簧」(和邊塊角塊定位無關)。所以上述談到的雙調和「彈力」機制之類的,「磁懸浮」一樣適用。結案。

沒那麼單純啦。在轉動方塊的時候,彈簧多多少少還是會造成阻力,甚至會有擾人的「嘎拉嘎拉」扭曲刮動的聲音。用兩顆互斥的磁鐵,就避免了這種摩擦力和噪音。

也因為這樣,通常磁懸浮的魔術方塊轉起來會比彈簧的滑一點。雖然如果有雙調系統的話,你可以把「彈力」調緊 – 也就是讓兩顆磁鐵更靠近斥力更大,這樣就比較不滑。

迷思:越多功能越好?

越多功能不見得越好。例如有台車子廣告「有自動煞車、省力方向盤、超冷空調超棒音響…」,結果車子本身輪胎歪掉、又容易爆胎,連前進都沒辦法前進。

魔術方塊也是一樣,就算廣告很多名詞、很多調整組合,但萬一邊塊角塊尺寸參差不齊、凹凸不平卡來卡去,或是提供的客製化設定太偏門超出正常範圍,怎麼樣也是枉然。

魔術方塊終究是拿來轉的。是靠性能,不是靠功能。所以不要迷信這些功能,問朋友問社群比較準。


如果還有哪些名詞不清楚的,可以去看小丸號的這個網頁,有非常詳盡的整理!