ルービックキューブで京大合格!?6面のそろえ方と思考力・数学とのつながり

この記事の結論

  • ルービックキューブで京大に受かるわけではありません。ただ、付属の攻略書(解説書)を読んで6面をそろえられるかは、「書かれた手順を読み取って再現する力」を試すよい練習になります
  • 3×3のキューブの組み合わせは約4325京(43,252,003,274,489,856,000)通り。この数は数学Aの「場合の数」で求められ、京都大学(京大)の数学ともつながっています
ルービックキューブ
6面がそろったルービックキューブ(2014年、筆者撮影)

ルービックキューブ(Rubik's Cube)は、ハンガリーのエルノー・ルービック(ルービック・エルネー)が1974年に考えた立体パズルです。6つの面をばらばらに回して、もとの「1面1色」の状態に戻します。

この記事は、2014年に私(大学受験合格大作戦)が書いた「ルービックキューブで京大合格!?」を、図を足して書き直したものです。当時の体験談はそのまま残し、キューブのしくみ・そろえ方の流れ・京大の数学とのつながりを足しました。

ルービックキューブで京大合格? 2014年の体験談

ルービックキューブを買うと、「六面完全攻略書」がついていました。ただ、この攻略書を読み解くには、かなりの思考力が必要です。

京大生の知り合いに、20秒で6面をそろえられるという猛者がいました。そこでキューブを買い、目の前で完成させてもらいました。見事なものでした。

卒業生や知り合いの大人も集まって挑戦したところ、皆、解説書を読むだけで6面をそろえられました。一方で、高校3年生以下の生徒に解説書を渡して挑戦させると、6面を完成できる生徒とできない生徒がいました。

これはひょっとして、京大合格への一種のバロメーター(ものさし)になるのではないか。そう思って数えてみると、京大に合格した人は全員、解説書を読むだけで6面をそろえられました(15人)。

攻略書を読むだけで6面そろえられた?(2014年当時) 京大に合格した人 15人 → 全員そろえた 小学生〜高校3年生 → そろえられた人も、まだの人も 15人は筆者の身近な記録。下の段の人数・色分けはイメージで、統計ではありません
2014年当時の筆者の身近な記録。15人という数は観察の結果で、統計的な調査ではありません

小学生〜高校3年生の中には、6面をそろえられない人もいました。当時は、その後の受験の結果も見ていこうと考えていました。

もちろん、6面をそろえられたからといって、京大に合格できるわけではありません。でも、解説書を読んでも6面をそろえられないなら、もっと思考力を鍛える必要があるのではないか。これが2014年の記事で言いたかったことです。今読み返しても、この考えは変わりません。

うかるくん

うかるくん

京大に受かった人が全員そろえられたって、本当ですか? ぼくもキューブを練習したら京大に受かりますか?

合格先生

合格先生

順番が逆だよ。キューブが京大合格を生むんじゃなくて、「説明を読んで、自分の手で再現する力」がある人は、どちらもできる、ということ。キューブはその力を試すものさしとして使おう。

サクラちゃん

サクラちゃん

じゃあ、そろえられなかったら?

合格先生

合格先生

どこで止まったかを見るのが大事。「図の向きがわからない」なら図を読む力、「手順を飛ばした」なら丁寧さ。数学の答案でつまずく所と、よく似ているよ。

ルービックキューブのしくみ(3×3の部品)

ふつうのルービックキューブは3×3×3(「3×3」「サンバイサン」とも呼ばれます)。小さな立方体が組み合わさったように見えますが、部品は次の3種類です。

3×3のキューブは「3種類の部品」でできている センター 6個 動かない・色の目印 エッジ 12個 色が2つ・向きは2通り コーナー 8個 色が3つ・向きは3通り
センター(青)・エッジ(赤)・コーナー(緑)の位置。動いて入れかわるのはエッジ12個とコーナー8個
  • センターキューブ(6個):各面の真ん中。回しても位置関係は変わらないので、「この面は何色の面か」の目印になります
  • エッジキューブ(12個):辺の真ん中。色が2つあり、向きは2通りです
  • コーナーキューブ(8個):角。色が3つあり、向きは3通りです

「センターは動かない」と知るだけで、ぐっとそろえやすくなります。たとえば白いセンターの面は、最後まで白い面です。攻略書の最初の方には、たいていこの説明があります。

ルービックキューブの組み合わせの数は何通り?

3×3のルービックキューブの状態(並び方)は、全部で43,252,003,274,489,856,000通りです。日本の数え方では約4325京(けい)通りになります。

全部で何通り? = 場合の数(数学A)の問題 コーナー8個 8! × 3⁷ 並べ方 × 向き 最後の1個の向きは決まる × エッジ12個 12! × 2¹¹ 並べ方 × 向き 最後の1個の向きは決まる ÷ 2 入れかえの 偶奇がそろう 43,252,003,274,489,856,000 通り = 約4325京(けい)通り 1秒に1通りずつ見ても 約1兆3700億年 = 宇宙の年齢(約138億年)の 約100倍
8!×3⁷×12!×2¹¹÷2 を計算すると 43,252,003,274,489,856,000(筆者が検算)

求め方は高校の「場合の数」

この数は、高校の数学A で習う順列・組合せと階乗(8! など)で求められます。

  1. コーナー8個の並べ方は 8!(8×7×…×1)通り。向きは1個3通りですが、最後の1個の向きは残りで決まるので 3⁷ 通り
  2. エッジ12個の並べ方は 12! 通り。向きは1個2通りで、こちらも最後の1個は決まるので 2¹¹ 通り
  3. コーナーとエッジの「入れかえ」の偶奇(偶数回か奇数回か)は必ずそろうので、最後に 2 で割る

かけ算すると 40,320 × 2,187 × 479,001,600 × 2,048 ÷ 2 = 43,252,003,274,489,856,000 です。1秒に1通りずつ見ていっても約1兆3700億年。宇宙の年齢(約138億年)の約100倍もかかります。

分解して組み直すと、12回に11回はそろわない

もしキューブを分解して、部品を好きなように組み直すと、並び方は「向きの制限」も「偶奇の制限」もなくなり、上の数の12倍になります(3×2×2=12)。つまり、適当に組み直したキューブは、12個のうち11個は、どう回しても6面がそろいません。「攻略書どおりにやったのに最後の1か所だけ合わない」というときは、だれかが分解して組み直したか、ステッカーを貼りかえた可能性があります。

人差し指を立てて説明する合格先生

合格先生

「約4325京通り」と聞くと、手当たりしだいでは絶対にそろわないとわかるね。だから攻略書の手順(アルゴリズム)がある。京大の数学も同じで、闇雲に式をいじらず、筋道を立てて進めるのが近道だよ。

ルービックキューブ 6面のそろえ方(LBL法)

2014年に私たちが使ったキューブには、「6面完成攻略書(LBL法)」がついていました。LBL法は Layer By Layer(レイヤー・バイ・レイヤー)の頭文字で、下から1段ずつそろえる、初心者向けの方法です。

LBL法 = 下から1段ずつ完成させる バラバラ ① 1段目 ② 2段目 ③ 3段目 白い十字→ 白い角 横の辺をはめこむ 黄色い十字→面→ 位置合わせ そろえた段をくずさない「決まった手順」を、攻略書を読んで使う
LBL法の流れ。そろえた段をくずさない手順を、段ごとに覚えて使う
段階やることポイント
① 1段目白い十字を作り、白い角を入れる横の色をセンターに合わせる
② 2段目横の辺(エッジ)を4つはめこむ1段目をくずさない手順を使う
③ 3段目黄色い十字→黄色い面→角と辺の位置合わせ手順を読み違えやすい。図の向きをよく見る

攻略書では、回す面を記号(R=右面、U=上面、R'=右面を逆に回す、など)で書いていることが多く、図と記号を見くらべながら進めます。ここで多い失敗は、キューブの持つ向きと、図の向きがずれることです。どの面を手前にして、どの面を上にするか。最初にそろえておくと、ずっと楽になります。

初めての人は、1段目に30分、全部で数時間〜数日かかることもあります。あせらなくて大丈夫です。私たちの周りでも、1回目は時間がかかっても、2回目からは見違えるほど速くなる人が多くいました。

キューブの買い方

京大を目指している人は、一度6面をそろえることに挑戦してみるとよいでしょう。2014年に使ったのはルービックキューブ ver.2.0【6面完成攻略書(LBL法)付属】でした。今は新しい版も出ているので、攻略書(解説書)がついたルービックキューブを選び、商品説明で付属品を確かめてください。

ルービックキューブと思考力・京大の数学のつながり

では、キューブのどこが京大の勉強とつながるのでしょうか。私は次の4つだと考えています。

キューブで使う力 京大の数学で使う力 📖 攻略書の手順を読む 解答・解説を読んで再現する 🎯 今の状態から目標を決める 問題の条件から方針を立てる 🔁 一度くずして元に戻す 式変形・逆算で確かめる 🔢 何通りあるか数える 場合の数・確率
キューブで使う力と、京大の数学で使う力の対応(筆者の考え)

① 解説を読んで、自分の手で再現する力

攻略書は「読めば分かる」ようには書かれていません。図・記号・言葉を見くらべ、自分の手で試して、初めて分かります。これは、数学の解答・解説を読んで「自分でも書ける」ところまで持っていく作業とそっくりです。京大の数学で求められる答案の書き方は、京大受験数学の勉強法や京大受験数学の極意(理系)でくわしく説明しています。

② 目標から逆算して方針を立てる力

「2段目をそろえるには、今この辺をどこに動かせばよいか」。キューブでは、ゴールから逆に考える場面がたくさんあります。京大の数学も、誘導(小問)が少なく、方針を自分で立てる問題が多いのが特徴です。出題の傾向は京大数学(文系)の出題分析・京大数学(理系)の出題分析にまとめています。

③ くずして戻す・逆の順番で考える力

キューブの手順は「一度くずして、別の所を直して、また戻す」形のものが多くあります。戻すときは逆の順番です。

戻すときは「逆の順番」で はくとき 🧦👟 ① くつ下② くつ キューブ:① 右面 → ② 上面 ぬぐとき(戻す) 👟🧦 ① くつ② くつ下 キューブ:① 上面を逆 → ② 右面を逆 数学でも同じ:逆関数・逆行列 「最後にしたことを最初に戻す」
「くつ下をはいてからくつ」なら、ぬぐのは「くつが先」。キューブの手順を戻すときも、数学の逆関数でも同じ

数学では、合成した関数の逆関数や、2つの行列をかけたものの逆行列が、まさにこの「逆の順番」です。ルービックキューブの動きは、大学で学ぶ群論(ぐんろん)という数学のよい例としても知られています。

④ 何通りあるかを数える力

上で見た「約4325京通り」は、場合の数そのものです。京大の数学では、確率・場合の数の問題も出題されます(確率漸化式や期待値など)。数え方の方針を言葉で説明できるようにしておきましょう。公式は算数・数学公式辞典、言葉の意味は数学用語辞典、全体の入口は数学まとめにあります。

サクラちゃん

サクラちゃん

わたし文系だけど、数学ってそんなに大事なんですか?

合格先生

合格先生

京大は文系の学部でも数学が試験科目にあるんだ。配点は学部ごとにちがうから、京大の学部別の配点で確かめよう。数学がなぜ合否を分けるのかは京大受験は数学が重要を読んでみてね。

うかるくん

うかるくん

キューブは休み時間の頭の体操にします!

合格先生

合格先生

いいね。ただし勉強時間を削ってまでやらないこと。そろえられたら、次は過去問1問に同じ集中力を向けよう。

受験生がルービックキューブを使うときの注意

  • 1回そろえられたら十分:速さを競う「スピードキューブ」は楽しいですが、受験勉強とは別物です。受験生のうちは、6面を一度自分の力でそろえる経験だけでも意味があります
  • 攻略書を読み飛ばさない:動画を見てまねするだけだと、「読んで再現する力」の練習になりません。まずは攻略書だけでやってみましょう
  • 止まった所を記録する:どの段階で止まったか、なぜ止まったかをメモすると、自分の弱点(図の読み取り、手順の飛ばし)が見えます
  • 家族や友だちと:小学生・中学生の弟や妹と一緒にやるのもおすすめです。教えることで、自分の理解も深まります
ひらめいたうかるくん

うかるくん

ほかにも、地頭を鍛える算数の問題や虫食い算、京大の「素数ものさし」みたいな頭の体操もあるよ!

「地頭」や考える力そのものを鍛えたい人には、「地頭」を鍛えるお勧め参考書もあります。京大がどんな人を育ててきたかは京都大学出身の有名人・著名人一覧が参考になります。京大の受験生どうしの情報交換は、受験掲示板「100点BBS」の京都大学の掲示板でどうぞ。勉強の相談は受験の質問・相談から受け付けています。

ルービックキューブの世界記録の動画

最後に、プロ級の速さを見てみましょう。下は、オーストラリアのフェリックス・ゼムデグス選手が6面を5.66秒でそろえた、当時の世界記録の動画です(動画の題より。記録はその後更新されています)。

数秒で6面。何万回も練習した結果です。受験勉強も同じで、最初は1問に何十分かかっても、くり返すうちに速く正確になります。まずは1回、攻略書を読んで6面をそろえてみてください。

よくある質問

ルービックキューブの組み合わせは何通りですか?

3×3のルービックキューブは43,252,003,274,489,856,000通り、約4325京通りです。8!×3⁷×12!×2¹¹÷2で求められます。

ルービックキューブができると頭がいいのですか?

そろえられることと成績は同じではありません。ただ、攻略書を読んで手順を再現する力は、数学の解説を読んで理解する力と似ています。

初心者向けのルービックキューブのそろえ方は?

LBL法(レイヤー・バイ・レイヤー法)です。1段目、2段目、3段目と下から1段ずつそろえます。

ルービックキューブを分解して組み直すとどうなりますか?

適当に組み直すと、12個のうち11個の組み方では、どう回しても6面がそろわなくなります。

ルービックキューブを考えたのはだれですか?

ハンガリーのエルノー・ルービックです。1974年に考えました。

あわせて読みたい

出典・参考

  • 組み合わせの数:8!×3⁷×12!×2¹¹÷2 を筆者が計算(よく知られた値と一致)
  • 世界記録の動画:YouTube「Rubik's cube former world record: 5.66 seconds Feliks Zemdegs」(Feliks Zemdegs のチャンネル)
  • 京大合格者15人の話は、2014年当時の筆者の身近な記録(統計調査ではない)
  • 写真:筆者撮影(2014年)

最終更新:2026年10月21日/作成:大学受験合格大作戦

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