【影响世界的专利】魔方

魔方

魔方

魔方，一个可手握的正方形彩色物体，每个面由9个小方块组成，同一面的每个小方块上涂有同一种颜色，一共是6种颜色。它可以在每个面的轴向上分为三层，每一层都可以自由转动，通过围绕3个轴向的层层转动改变小方块在正方体上的位置，形成不同形式的彩色图案组合。图案一旦打乱，恢复立方体各面一色的原状，却非易事。上世纪八十年代，这种玩具曾一度风靡全球，无数人为玩此物而废寝忘食，仿佛着了魔。魔方由此而得名，至今仍是很多家庭必备的智力玩具。实际上，它的商品名为鲁比克方块，它的发明人是匈牙利的艾尔诺.鲁比克（ERNO RUBIK）。

鲁比克，1944年7月13日生于匈牙利的布达佩斯，其父是布达佩斯ESZTERGOM飞机厂工程师，从事滑翔机设计。他1967年毕业于布达佩斯理工大学建筑学专业，然后，攻读雕刻和内部设计研究生，1971至1975年从事建筑师工作，其后，成为布达佩斯应用艺术学院的教授。他喜欢在自己的房间里摆弄几何纸板和木制模型。1974年春，他拿一些木块，并用可伸缩弹簧把它们组合在一起，并开始拧转。在拧的过程中，看到立方体小方块位置相互变化，把他迷住了。然后，他在每个面的9个小方块上贴上相同颜色纸，6个面分别用6个颜色纸，并再次拧转。他喜欢不同颜色图案的变化，随之发现，他拧转不到它开始的状态了。

为了数学计算和找到颜色复原的思路，他整整花了一个月的时间。求解后，他自豪地展示给他母亲看；他母亲非常高兴，并嘱咐他，再不要这样辛苦地工作了。最终产品是包括由万向联接机构结合起来的小方块组成的立方体。据计算，拧转这个魔方所有可能的图案构成多于4.3×1019种。也就是，世界上每个人每秒钟拧一次，每次不同图案，花三个世纪，其中，才会出现一次正确结果。那么，怎么将打乱的魔方通过转动尽快恢复成六面成单一颜色，成为千千万万玩家的痴迷目标。

德鲁克就该立方体玩具于1975年1月30日向匈牙利专利局提交了专利申请，并于1977年12月31日被授予了专利权。专利号为170062。下面结合附图简要说明该专利所揭示的立方体玩具。图1为立方体透视图，每个面由9个小方块组成，同一面的每个小方块涂有同一种颜色，一共是6种颜色。它在每个面的轴（X、Y、Z轴）向上分为三层。图2、3、4分别展示了立方体可分别围绕X、Y、Z轴层层分别转动改变小方块在正方体上的位置。图5为内小方块2，该小方块每面固定有轴3，该轴设有内弹簧4；图6为一面有色的中心小方块（有6块），它上部为立方体5，前端为边长为A的柱面，后端为圆弧凹体，下部方柱6，方柱内设有空心柱，该空心柱与图5的轴相配合，使图6中心小方块和图5带轴的内小方块2可轴向有弹性固定相连。图7为两面有色的边缘小方块（有12块），由边长为A的柱体7和带圆弧的凸体8构成。图8为三面有色的边角小方块（有8块），由边长为A的柱体9和带圆弧的凸体10构成。通过边角小方块的凸体10，边缘小方块凸体8与中心小方块上部立方体5的后端凹体相配合，使中心小方块旋转时能带着同一面的边缘小方块和边角小方块一起旋转。立方体材料可用诸如木块、塑料之类的材料制作。该专利既揭示了三层立方体玩具，也揭示了二层立方体玩具。

当初，鲁比克教授发明魔方是作为一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具，然后在发明过程中他发现该发明也是玩味无穷的智力游戏玩具。事实上，在商业推销中，开始很不顺利，在申请专利后，他把他的创意委托给了布达佩斯一家小玩具公司去实施，产品在匈牙利销售状况并不好。转机出现在1978年11月，一个很喜欢数学的名叫TIBOR LACZI的匈牙利海外移民偶然在一家小咖啡馆，见到一名服务员沉迷地玩着魔方，深深地被吸引了，花了一美元从服务员那里将魔方买下。LACZI还热情地帮鲁比克向海外推销该产品，他与KOMSUMEX国家贸易公司洽谈，希望他们将产品推销到西方去，但是公司告诉他在贸易博览会上没有什么成效。他却坚持认为，问题出在公司仅把魔方放在货架上，而没有去演示它。LACZI参加了德国纽伦堡贸易博览会，边拧转魔方，边来回走动，把魔方不时地变回原来的颜色。在这过程中，引起了一位英国玩具商TOM KREMER的兴趣，并且帮助他从IDEAL TOY玩具公司取得了一百万个魔方的订单。1982年，在匈牙利首都布达佩斯举办了第一届世界魔方锦标赛，一个来自美国的大学生，以22.95秒把魔方的所有面恢复成最初的状态，获得了冠军。

生意火了，知识产权保护出了问题，海外市场大量流失。鲁比克在匈牙利申请专利后，由于没有在12个月内在国外申请专利，失去了在国外申请专利的机会；产品仅是在美国和英国通过注册商标获得“Rubik’s Cube?”商标保护。更糟糕的是，这么好的玩具反倒引出了专利侵权官司。美国马萨诸塞州化学家LARRY NICHOLS已经在1972年取得了类似魔方专利（但 他的是通过磁体组合在一起的），专利号为US3655201。包括IDEAL TOY在内的玩具公司为此对生产魔方玩具失去兴趣。NICHOLS在1984年赢了侵权诉讼。已销售的1亿多个魔方中，至少一半是仿造的。由于没有专利保护，不用注册商标而低价销售魔方也时有发生，原有生产厂家也失去生产热情。

魔方被视为匈牙利人的骄傲、民族智力创造的代表。发明人艾尔诺.鲁比克则是匈牙利人的偶像。据报道，全世界已售出5亿个魔方，全球平均每7个人就有一人玩过魔方，每年约有150多场大大小小的魔方比赛。鲁比克工作室开设了匈牙利的魔方官方网站，介绍有关魔方的知识，提供论坛、发布赛讯等。2014年4月，魔方将会迎来40岁的生日，匈牙利政府将举办一系列活动为魔方庆生，还会在布达佩斯多瑙河畔兴建一座大型的魔方造型建筑，作为发明创造博物馆。 （陈仲华）

参见资料：

1. wikipedia/Erno Rubik

2. Inventing the 20th Century

发明人： 艾尔诺.鲁比克

ERNO RUBIK，出生于1944年7月13日，匈牙利籍发明家、雕刻家和建筑学教授。1967年，毕业于布达佩斯理工大学建筑学专业，而后攻读雕刻和内部设计研究生。1971至1975年从事建筑师工作，之后成为布达佩斯应用艺术学院的教授。1974年，他发明了魔方，被誉为“魔方之父”。此外，鲁比克360、魔板、魔表、魔尺等有趣的智力玩具也都出自他手。