魔方

早期的尝试

1970年3月，Larry Nichols发明了“Puzzle with Pieces Rotatable in Groups”，并申请了加拿大专利，是个2×2×2的魔方，但是每个方块之间是用磁铁互相吸在一起。1972年获得美国专利3,655,201，比鲁比克教授的魔方早两年。

第一个魔方

鲁比克·艾尔内是匈牙利的建筑学和雕塑学教授，为了帮助学生们认识空间立方体的组成和结构，所以他自己动手做出了第一个魔方的雏形来，其灵感是来自于多瑙河中的沙砾
1974年，鲁比克教授发明了第一个魔方（当时称作Magic Cube），并在1975年获得匈牙利专利号HU170062，但没有申请国际专利。第一批魔方于1977年在布达佩斯的玩具店贩售。与Nichols的魔方不同，鲁比克教授的零件是像卡榫一般互相咬合在一起，不容易因为外力而分开，而且可以以任何材质制作。
1979年9月，Ideal Toys公司将魔方带至全世界，并于1980年一、二月在伦敦、巴黎和美国的国际玩具博览会亮相。
展出之后，Ideal Toys公司将魔方的名称改为Rubik's Cube，1980年5月，第一批魔方在匈牙利出口。

流行

魔方广为大众喜爱是在1980年代。从1980年到1982年，总共售出了将近200万个魔方。1981年，一个来自英国的小男孩，派翠克·波塞特（Patrick Bossert）写了一本名叫《你也能够复原魔方》（ISBN 978-0-14-031483-0）的书，总共售出了将近150万本。据估计，1980年代中期，全世界有五分之一的人在玩魔方。

更多种类的魔方

由于魔方的巨大商机，1983年鲁比克教授和他的合伙人一同开发了二阶和四阶魔方。并于1986年制造了五阶魔方。
2003年，希腊的Panagiotis Verdes申请了五阶到十一阶魔方的专利（五阶魔方的结构略与鲁比克教授的魔方不同），并于2008年在V-Cube公司生产五阶、六阶和七阶的魔方。
许多中国公司生产了复制或者改进的鲁比克版本或者V-Cube公司版本的魔方。其中最有名的是包大庆的大雁公司，他们生产孤鸿、凌云、轮回、展翅以及现在的腾云型号。尽管这些产品的合法性值得怀疑，但是相较于原始版本的产品，其较佳的转动性能使得许多专家级别的竞速玩家更愿意使用。

配色

其实魔方并不只有一种配色，现在所流行的是官方版本，事实上也还有其他版本的配色（非官方标准六色的方块不在以下讨论范围中）。

日本配色

日本配色是鲁比克教授最初研发出魔方时的配色，分别为白色、红色、橘色、黄色、绿色、蓝色，其中白蓝相对、红橘相对、黄绿相对，且橘、蓝、红三色以逆时针排列。
在魔方传至全世界后，鲁比克公司听取色彩研究者的意见，将配色做了更改，但日本则维持原来的配色。目前世界上除了日本生产的魔方外，还有官方二阶魔方也是日本配色。

官方配色

鲁比克公司听取色彩研究者的意见，将相对两面的颜色安排为相同色系，也就是白黄相对、红橘相对、蓝绿相对，且蓝、橘、黄三色以顺时钟排列。

V-Cube公司配色

V-Cube公司的配色与鲁比克公司的配色相似，只是将白色换成黑色，即黑黄相对、红橘相对、蓝绿相对，且蓝、橘、黄三色以顺时钟排列。

其他配色

粉色配色，桃色（品红色），青色（天蓝色），紫色，灰色来代替原本六色中的颜色。

韩国配色

在韩国的比赛中，一般采用黑黄，蓝绿，红橙的配色标准。

结构

不同的魔方有不同的结构，以最经典的三阶魔方为例，三阶魔方由1个中心轴/核心球、6个中心块、12个边块及8个角块构成，当它们组合在一起的时候每个零件会互相牵制不会散开，并且任何一面都可水平转动而不影响到其他方块。三阶魔方的结构不只一种，例如空心魔方。中国的一些魔方玩家，尝试对三阶魔方结构进行修改，形成适合竞速的魔方，这些修改包括对摩擦面接触方式、尺寸、重量、材质、颜色、边角处理、弹簧弹力等等的修改，这些修改都很成功，并且受到了世界魔方顶尖选手的青睐。不过这些魔方在中国以外的地区，依然会面对三阶魔方结构专利权的问题。以下是一般魔方的结构。

中心块

中心块与中心轴连接在一起，但可以顺着轴的方向自由地转动。
中心块的表面为正方形，结构略呈长方体，但长方体内侧并非平面，另外中心还有一个圆柱体连接至中心轴。
从侧面看，中心块的内侧会有一个圆弧状的凹槽，组合后，中心块和边块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，边块和角块会沿着凹槽滑动。

边块

边块的表面是两个正方形，结构类似一个长方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让边块嵌在两个中心块之间。
长方体表面上的弧度与中心块上的弧度相同，可以沿着滑动。立方体的内侧有缺角，组合后，中心块和边块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，边块和角块会沿着凹槽滑动。另外，这个缺角还被用来固定角块。

角块

角块的表面是三个正方形，结构类似一个小立方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让角块嵌在三个边块之间。
与边块相同，小立方体的表面一样有弧度，可以让角块沿着凹槽旋转。

延伸

魔方家族的成员有很多，以下用中心轴的数量分布来分类。若每个中心轴都是等价的（即对称性较高），则轴的数量有可能是4、6、8、12、20、32，因为正多面体具有高度的对称性，不同的轴数则对应到不同的正多面体，在这之中四轴、六轴和十二轴又较为常见。另外也有些魔方的中心轴不等价，例如Square 1。以下列出的是较常见的魔方。

四轴魔方

这一类魔方具有四个等价的中心轴，其中较常见的是钻石魔方、金字塔魔方。

镜面魔方

镜面魔方属于异形魔方，是三阶魔方的变种。其六个面的颜色一致，但厚度各不相同。还原方法与三阶魔方相同。
镜面魔方是较为常见的异形魔方，但并不是世界魔方协会（WCA）[1]  的比赛项目。
镜面魔方因为形状会发生变化，不太适合于速拧。另外镜面魔方因为形态识别没有普通带有颜色区别的魔方这么快，另外各块形状不均匀，一般也很难速拧。
不对称镜面异型魔方，与传统的3阶6色魔方不同，传统6色魔方是上下左右前后各为一种不同的颜色，我们在还原的时候，是以颜色来确定魔方块应该在的位置。而镜面魔方，所有的块儿都是同一个颜色的，整个魔方体只有一种颜色，而不规则的切割让魔方每一块都具有不同的形状，我们在进行还原的时候，是以不同的形状块来确定它应该回到的位置。
一般的，如果会玩三阶魔方就会玩镜面魔方，只是每块的大小变了，三阶是依靠颜色来识别每个面，而Mirror （镜面魔方）是通过每块的几何尺寸来识别，把镜面魔方的尺寸大小类比成三阶魔方的颜色，这样就可以类似于三阶魔方了。

金字塔魔方

金字塔魔方（Pyraminx）是一种四面体魔方，由德国科学家麦菲特Uwe Meffert教授于1970年发明。有四个外角块、四个内角块和六个边块。通过旋转可以改变其颜色排列。轴旋转块可以旋转后而状态不改变。6个边块则可以自由旋转。而四个顶块可以独立于其他块进行自我旋转。
作为最简单的异形魔方，金字塔魔方的还原是多种多样的。对于初学者来说，使用层先法较易还原。方法就是先还原魔方的四面中心块，再一面面复原。

六轴魔方

这一类魔方具有六个等价的中心轴，其中较常见的是n×n×n的魔方，但外型不一定会做成立方体，例如：七阶魔方。实际上，七阶以上的魔方是无法做成每小块同大小的立方体的。

二阶魔方

二阶魔方的英文官方名字叫做Pocket Rubik's Cube或Mini Cube，中文直译叫做“口袋魔方”、“迷你魔方”。与二阶粽子魔方（Pyramorphix 具有相似的结构。
Pyramorphix虽然有4个面块和4个角块，但每块都和二阶魔方一样是等价的，每一次移动可以旋转2个面块及2个角块±90°或180°。Pyramorphix与二阶魔方的关系类似立方体和正三角形的关系。

三阶魔方

即一般的魔方。另外有魔粽(Mastermorphix)等变形。

四阶魔方

四阶魔方的英文官方名字最初称作为Sebestény Cube，后来在生产前最终定名为Rubik's Revenge，直译过来是“鲁比克的复仇”。

五阶魔方

五阶魔方的英文名字叫做Professor's Cube，直译过来是“专家（玩）的魔方”，也说明了它的难度。另外希腊的V-Cube公司也制造了不同结构的五阶魔方，英文名字叫做V-Cube 5。

六阶魔方

六阶魔方首先由希腊的V-Cube公司量产，v-cube公司的产品未能妥善解决隠藏中层定位的问题，容易卡死。第一款能正常工作的六阶魔方由中国的圣手公司量产，以玩家MeMyselfAndPi改装的结构解决隠藏中层定位的问题。现时所有量产形6阶的棱块大部分不是正方，加强结构强度。

七阶魔方

七阶魔方首先由希腊V-Cube公司量产。方块本身为圆弧型。第一款方形七阶由中国圣手公司生产，棱块是长方形。

八阶或以上魔方

八阶到十一阶魔方由希腊的V-Cube公司提出第一个设计概念。该概念在八阶（包括六阶）等偶数阶魔方均采用的是相应高一阶的奇数阶魔方的结构，通过隐藏中心层来实现，但未能妥善解决隐藏中心层的走位。因此用V-Cube设计的偶数阶魔方即使制造出来，其手感并不好，容易卡死和飞块（POP）。其后出现的设计有双层卡脚甚至三层卡脚，大幅加强穏定性。也出现了"加针"和"隐藏二阶"等方法来解决中层走位。
数学上七阶以上的魔方已经无法做成梭、角、心块均匀的正方体。因为阶数过高会导致角上的块完全悬挂于魔方之外而难以固定。因此理论上，角块要做的非常大，边块做成长方形，而中心块则是非常小的正方形，有厂家把以这方法做出了方形的8阶。由于六阶角块跟主体的连接处不能太小，不然结构强度不足，所有量产方形六阶棱块都是长方形的。部分厂家把高阶魔方做成面包形，减轻了魔方块的大小在视觉上的差异，方便手持。
八阶魔方由中国圣手公司设计，已量产上市。
九阶魔方中国于2009年12月8日产出首批，现已上市销售。
十阶魔方由中国圣手公司设计，已量产上市。
十一阶魔方大约于2010年1月在中国国内上市销售。
十三阶魔方由中国永骏公司设计，大约于2014年1月在中国国内上市销售。
目前阶数最高实物魔方是十七阶，于2011年1月由Oskar van Deventer设计并制造，并已在3D打印网站Shapeways.com上以2000美元销售。第一只3d打印的十七阶用的是宝塔式的设计，由大三阶卡著五阶，再由五阶卡著九阶，再卡著十七阶，做出来后跟本转不动，原因是磨擦力太大，部分块太小，用力推时会把块推出来，而非整层转动。其后的设计改为"牙齿"式，每块都有相当长的根部传力，实物可以实际操作。
另外，在电脑中没有结构的限制，二十阶甚至一百阶的魔方电脑都可以模拟出来。

八轴魔方

这一类魔方具有八个等价的中心轴，其中较常见的是Dino Cube、Platypus、Rainbow Cube、魔花魔方。

十二轴魔方

这一类魔方具有十二个等价的中心轴，其中较常见的是五魔方、亚历山大之星、Pyraminx Crystal、helicopter cube。

亚历山大之星

亚历山大之星的原名为Alexander's Star，外型为大十二面体，是亚当·亚历山大于1982年发明的魔方，于1985年申请美国专利4,506,891，其结构可视为只有边块的五魔方。

五魔方

五魔方的原名为Megaminx。是一种十二面体魔方，总共有50块可以移动的部分，一共有六或十二种颜色，因为有些五魔方会把相对的面涂上相同的颜色。
与一般的魔方一样，可以增加层数，目前最高阶的五魔方是由Andrew Cormier制造并贩售，每一个轴有三个地方可以转动，总共有530块可以移动的部分。

多轴魔方

这一类魔方具有十二个以上等价（或不等价）的中心轴，具代表性的例子是Tuttminx，有32轴。

tuttminx

这种比较特别，外型为半正多面体中的截角二十面体，共有32轴，截至2016年，轴数最多的魔方。

其他魔方

这类魔方不具有等价的旋转轴，较常见的是Square 1、Floppy Cube。

Square one

Square One又叫做Square1或者SQ1，是由Karel Hrsel和Vojtech Kopsky在1992年共同发明并申请了美国专利5,193,809。它的难度主要在于上下两个地面的方块被切割成了可以转动30度的小块，从而可以产生不同于原始方方正正模样的状态。
Square 1魔方分为三层。顶层和底层都有风筝块和三角块，它们也被称为角块和边块。整个魔方总共有8个角块和8个边块。相对于层的中间来讲，角块为60度，边块宽度为30度。

E-CUBE电子魔方

世界上第一个量产的3阶电子魔方，由台湾学乐公司推出由台湾龙华科大邱煌森老师授权生产。使用三色LED显示及按键操作，在每个行列上都有两个按键，使用者经由压触按键选择旋转方向，而LED的颜色变化模拟原机械式魔方的旋转。因为是微控制器软件控制，因此使用者可以轻易的恢复原始状态及设定开始难易程度，E-cube也加入其他游戏的功能。虽然产品早已量产及贩卖，但正式于媒体亮相是在2008年10月30日的台湾教育部举办产学展览会上。

魔方的Mod制造

魔方的改造由来已久，其中以英国的Tony Fisher最为著名，中国的包大庆（大烟头）等玩家也对其进行了发扬，但是这是一项难度较大的工程，对魔方需要有很深的认识，否则会毁坏掉魔方，所以，专攻此项的人较少，不过新手还是可以对魔方进行简单改造（比如连体，切割等）

竞速

即用最短的时间复原一个魔方。一般来说，转动次数越少复原的速度越快，但相对的需要记忆的公式就越多，现在绝大多数魔方高手使用的解法是CFOP（Fridrich Method）。

盲拧

又称作盲眼或蒙眼。规则是在不做物理标记和转动魔方（可以手握魔方）的前提下记忆一个或多个打乱的魔方，但在复原的过程中必须带着眼罩。计时是从看到魔方的第一眼开始的，也就是说记忆魔方的时间也算在复原时间内。如果有方块在转动过程中脱落，也要在蒙眼的条件下装回去。

单拧

即以单手转动魔方进行复原，但可以使用桌面辅助。如果有方块在转动过程中脱落，也必须用同一只手装回去。

脚拧

即用脚复原魔方，参赛者可以站立、坐在椅子上或地上。观察的部分也必须用双脚完成，其他规则大致与竞速玩法相同。

多个盲拧

规则大致与一般盲拧相同，但必须同时记忆多个魔方，在比赛时必须先告知裁判要复原几个魔方，平均一颗复原的时间为最多10分钟。旧式规则没有限定总时间，新式规则限定所有的复原必须在一小时内完成（记忆的时间算在内）。

上帝的数字

所有的三阶魔方都可以在有限步数内复原，1982年，佛雷与辛马斯特合著的《魔方手册》定义任意的三阶魔方都可以保证最少n步复原，并称呼n为上帝的数字。在此书中，证明上帝的数字介于17~52之间。
1995年，瑞德证明上帝的数字介于20-29之间。2006年，雷杜用群论证明上界可改进为27。
2007年，计算机科学家古柏曼与他的学生用20台超级电脑花了8000个小时证明上界可改进为26。
2008年，Tomas Rokicki宣布证明了任何魔方可以在25步以内解开。之后又改进为22步。
2010年，包括Tomas Rokicki和Morley Davidson等人的研究团队证明任意组合的魔方可以在20步内还原，现在上帝的数字正式定为20。