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« Cube Soma » : différence entre les versions

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Le '''cube Soma''' est un [[casse-tête mécanique]] inventé dans les [[années 1930]] par le poète et scientifique danois [[Piet Hein (physicien)|Piet Hein]].
Le '''cube Soma''' est un [[casse-tête mécanique]] inventé dans les années {{date|1930}} par [[Piet Hein (physicien)|Piet Hein]], un poète et scientifique [[Danemark|danois]].


== Principe ==
== Principe ==
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== Histoire ==
== Histoire ==


Selon la légende rapportée en 1958 par [[Martin Gardner]]<ref>{{article|langue=en|auteur1=[[Martin Gardner]]|titre=Mathematical Games|sous-titre=A Game in Which Standard Pieces Composed of Cubes are Assembled into Larger Forms|périodique=[[Scientific American]]|numéro=199|pages=182–192|mois=septembre|année=1958}}.</ref>, ce casse-tête aurait été inventé par Hein en 1936, pendant un cours de [[mécanique quantique]] donné par [[Werner Heisenberg]]. Néanmoins, Ole Poul Pedersen a trouvé en 2003<ref>{{lien web|langue=en|auteur1=Thorleif Bundgaard|url=http://www.fam-bundgaard.dk/SOMA/NEWS/N030310.HTM|titre={{lang|en|SOMA News: The birth of SOMA ?}}|site={{lang|en|Thorleif's SOMA page}}|date=10 mars 2003}}.</ref> un [[brevet]] danois déposé par Hein dès le {{date-|2 décembre 1933}}<ref>{{da}} [https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/008140561/publication/DK52215C?q=pn%3DDK52215C « {{lang|da|Sammenlægnings- eller Puslespil med ikke- kasseformede Klodser}} »], brevet danois {{n°}}52215, déposé le {{date-|2 décembre 1933}}, protégé le {{date-|15 septembre 1936}}, publié le {{date-|28 septembre 1936}} ; reproduit sur [[Espacenet]], [[Office européen des brevets]].</ref>, suivi par un brevet britannique déposé le 20 mars 1934<ref>{{en}} [https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/008150889/publication/GB420349A?q=pn%3DGB420349 « {{lang|en|Toy Building or Puzzle Blocks}} »], brevet britannique {{n°}}420,349, déposé le {{date-|20 mars 1934}}, publié le {{date-|29 novembre 1934}} ; reproduit sur [[Espacenet]], [[Office européen des brevets]].</ref>, soit plusieurs années avant la date avancée pour le cours d'Heisenberg<ref>{{article|auteur1=[[Jean-Paul Delahaye]]|périodique=[[Pour la science]]|numéro=382|pages=80|mois=août|année=2009|titre=Les {{unité|27 petits}} cubes de Piet Hein|url=https://www.pourlascience.fr/sd/mathematiques/les-27-petits-cubes-de-piet-hein-1351.php}}.</ref>.
Selon la légende rapportée en {{date|1958}} par [[Martin Gardner]]{{sfn|Gardner|1958}}, ce casse-tête aurait été inventé par Hein en {{date|1936}}, pendant un cours de [[mécanique quantique]] donné par [[Werner Heisenberg]]. Néanmoins, Ole Poul Pedersen a trouvé en {{date|2003}}<ref>{{lien web|langue=en|auteur1=Thorleif Bundgaard|url=https://www.fam-bundgaard.dk/SOMA/NEWS/N030310.HTM|titre={{lang|en|SOMA News: The birth of SOMA ?}}|site={{lang|en|Thorleif's SOMA page}}|date=10 mars 2003}}.</ref> un [[brevet]] déposé par Hein dès le {{date|2 décembre 1933}} au [[Danemark]]<ref>{{da}} [https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/008140561/publication/DK52215C?q=pn%3DDK52215C « {{lang|da|Sammenlægnings- eller Puslespil med ikke- kasseformede Klodser}} »], brevet danois {{n°|52215}}, déposé le {{date|2 décembre 1933}}, protégé le {{date|15 septembre 1936}}, publié le {{date|28 septembre 1936}} ; reproduit sur [[Espacenet]], [[Office européen des brevets]].</ref>, suivi par un brevet déposé le {{date|20 mars 1934}} au [[Royaume-Uni]]<ref>{{en}} [https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/008150889/publication/GB420349A?q=pn%3DGB420349A « {{lang|en|Toy Building or Puzzle Blocks}} »], brevet britannique {{n°|420,349}}, déposé le {{date|20 mars 1934}}, publié le {{date|29 novembre 1934}} ; reproduit sur [[Espacenet]], [[Office européen des brevets]].</ref>, soit plusieurs années avant la date avancée pour le cours d'Heisenberg<ref>{{article|auteur1=[[Jean-Paul Delahaye]]|périodique=[[Pour la science]]|numéro=382|pages=80|date=août 2009|titre=Les {{nobr|27 petits}} cubes de Piet Hein|url=https://www.pourlascience.fr/sd/mathematiques/les-27-petits-cubes-de-piet-hein-1351.php}}.</ref>.


Le nom, ''Soma'', est peut-être tiré du roman d'[[Aldous Huxley]], ''[[Le Meilleur des mondes]]''<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=[[Martin Gardner]]|titre=The Second ''Scientific American'' Book of Mathematical Puzzles & Diversions|éditeur=[[Simon & Schuster]]|lieu=New York|année=1961|pages totales=254|passage=65–77|isbn=0-226-28253-8|numéro chapitre=6|titre chapitre=The Soma Cube}} : au début du chapitre est mise en exergue une citation du roman évoquant la drogue Soma.</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=[[David J. Darling]]|titre=The Universal Book of Mathematics|sous-titre=From Abracadabra to Zeno's Paradoxes|éditeur=[[John Wiley & Sons]]|lieu=Hoboken|année=2004|pages totales=383|passage=295–296|isbn=0-471-27047-4}}.</ref>. Ce roman décrit une société du futur dans laquelle le [[Soma (drogue fictive)|Soma]] est une drogue addictive, grâce à laquelle chaque élément de la société est heureux et ne revendique rien.
Le nom, ''Soma'', est peut-être tiré du roman d'[[Aldous Huxley]], ''[[Le Meilleur des mondes]]''<ref>{{harvsp|Gardner|1961}}. Au début du chapitre est mise en exergue une citation du roman évoquant la drogue soma : {{citation étrangère bloc|langue=en|... no time, no leisure ... not a moment to sit down and think {{incise|or if ever by some unlucky chance such a crevice of time should yawn in the solid substance of their distractions, there is always ''soma'', delicious ''soma''|stop}}...}}
traduit par [[Jules Castier]] : {{citation bloc|[...] pas un instant, pas un loisir [...] pas un moment pour s'asseoir et penser, ou si jamais, par quelque hasard malencontreux, une semblable crevasse dans le temps s'ouvrait béante dans la substance solide de leurs distractions, il y a toujours le ''soma'', le ''soma'' délicieux [...]}}.</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=[[David J. Darling]]|titre=The Universal Book of Mathematics|sous-titre=From Abracadabra to Zeno's Paradoxes|éditeur=[[John Wiley & Sons]]|lieu=Hoboken|année=2004|pages totales=383|passage=295–296|isbn=0-471-27047-4}}.</ref>. Ce roman décrit une société du futur dans laquelle le [[Soma (drogue fictive)|soma]] est une drogue addictive, grâce à laquelle chaque élément de la société est heureux et ne revendique rien.


== Détail des sept pièces du cube ==
== Détail des sept pièces du cube ==


Les éléments du cube Soma sont formés de toutes les combinaisons possibles de quatre cubes unitaires ou moins, à l'exception des formes [[Ensemble convexe|convexe]]s (i.e., les [[cuboïde]]s 1×1×1, 1×1×2, 1×1×3, 1×1×4 et 1×2×2). Il reste donc seulement un tricube (pièce composée de 3 cubes unitaires) et six tétracubes (pièces composées de 4 cubes unitaires), deux d'entre eux formant une paire d'[[Énantiomérie|énantiomères]].
Les éléments du cube Soma sont formés de toutes les combinaisons possibles de quatre cubes unitaires ou moins, à l'exception des formes [[Ensemble convexe|convexe]]s (c'est-à-dire les [[cuboïde]]s 1×1×1, 1×1×2, 1×1×3, 1×1×4 et 1×2×2). Il reste donc seulement un tricube (pièce composée de {{nobr|3 cubes}} unitaires) et six tétracubes (pièces composées de 4 cubes unitaires), deux d'entre eux formant une paire d'[[Énantiomérie|énantiomères]].


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Soma-ra.svg|tricube
Fichier:Soma-ra.svg|tricube
Soma-l.svg|tétracube L
Fichier:Soma-l.svg|tétracube L
Soma-t.svg|tétracube T
Fichier:Soma-t.svg|tétracube T
Soma-s.svg|tétracube S
Fichier:Soma-s.svg|tétracube S
Soma-rscrew.svg|tétracube<br/>(vis directe)
Fichier:Soma-rscrew.svg|tétracube<br/>(vis directe)
Soma-lscrew.svg|tétracube<br/>(vis rétrograde)
Fichier:Soma-lscrew.svg|tétracube<br/>(vis rétrograde)
Soma-branch.svg|tétracube<br/>(branches)
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== Solutions ==
== Solutions ==


[[Fichier:Soma_cube_puzzle_solution.svg|vignette|Un des assemblages possibles du cube Soma.]]
[[Fichier:Soma cube puzzle solution.svg|vignette|Un des assemblages possibles du cube Soma.]]
Le cube Soma a été étudié en détail par [[Martin Gardner]] et [[John Horton Conway]]. Le livre ''{{lang|en|[[Winning Ways for your Mathematical Plays]]}}'' contient une analyse du problème<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=[[Elwyn Berlekamp]]|auteur2=[[John Conway]]|auteur3=[[Richard Guy]]|titre=[[Winning Ways for your Mathematical Plays]]|volume=2|titre volume=Games in Particular|éditeur=[[Academic Press]]|lieu=New York|année=1982|passage=735|isbn=0-12-091152-3|isbn2=0-12-091102-7}}.</ref>. Il y a 240 solutions distinctes pour reconstituer le cube. Ces solutions peuvent être facilement générées par un ordinateur à l'aide d'un [[algorithme récursif]] comme celui de [[retour sur trace]]<ref>{{article|langue=en|périodique=[[SIAM Journal on Computing]]|volume=3|numéro=1|pages=41–55|titre=On Backtracking: A Combinatorial Description of the Algorithm|auteur1=Jay P. Fillmore|auteur2=S. G. Williamson|date=mars 1974|doi=10.1137/0203004}}.</ref>.
Le cube Soma a été étudié en détail par [[Martin Gardner]] et [[John Horton Conway]]. Le livre ''{{lang|en|[[Winning Ways for your Mathematical Plays]]}}'' contient une analyse du problème<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=[[Elwyn Berlekamp]]|auteur2=[[John Conway]]|auteur3=[[Richard Guy]]|titre=[[Winning Ways for your Mathematical Plays]]|volume=2|titre volume=Games in Particular|éditeur=[[Academic Press]]|lieu=New York|année=1982|passage=735|isbn=0-12-091152-3|isbn2=0-12-091102-7}}.</ref>. Il y a {{nobr|240 solutions}} distinctes pour reconstituer le cube. Ces solutions peuvent être facilement générées par un ordinateur à l'aide d'un [[algorithme récursif]] comme celui de [[retour sur trace]] similaire à celui utilisé pour résoudre le [[problème des huit dames]]<ref>{{article|langue=en|périodique=[[SIAM Journal on Computing]]|volume=3|numéro=1|pages=41–55|titre=On Backtracking: A Combinatorial Description of the Algorithm|auteur1=Jay P. Fillmore|auteur2=S. G. Williamson|date=mars 1974|doi=10.1137/0203004}}, voir {{p.}}51–55 pour le cube Soma.</ref>.


Le record du monde de vitesse pour résoudre un cube soma a été établi par Ye Jiaxi, de [[Xiamen]] en [[Chine]] : le {{date-|22 octobre 2021}}, il a reconstitué le cube en {{unité|1,40 seconde}}<ref>{{lien web|langue=en|url=https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/435864-fastest-time-to-complete-a-soma-cube/|titre=Fastest time to complete a Soma cube|éditeur=[[Guinness World Record]]}}.</ref>. Le précédent record de {{unité|2,93 secondes}} était détenu depuis le {{date-|19 octobre 2017}} par {{lien|Krishnam Raju Gadiraju}} de [[Bangalore]] en [[Inde]]<ref>{{lien web|langue=en|url=https://timesofindia.indiatimes.com/city/bengaluru/he-can-solve-rubiks-cube-underwater/articleshow/61622059.cms|titre=He can solve Rubik’s Cube underwater|auteur1=Deepika Burli|date= 13 novembre 2017|périodique=[[The Times of India]]}}.</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|titre=Bangalore boy becomes first Indian to set record in speed solving, unicycling|url=https://www.newindianexpress.com/cities/bengaluru/2018/nov/06/bangalore-boy-becomes-first-indian-to-set-record-in-speed-solving-unicycling-1894682.html|périodique=[[The New Indian Express]]|date=6 novembre 2018|auteur1=Akhila Damodaran}}.</ref>.
Le record du monde de vitesse pour assembler un cube Soma a été établi par Ye Jiaxi, de [[Xiamen]] en [[Chine]] : le {{date|22 octobre 2021}}, il a reconstitué le cube en {{nobr|1,40 seconde}}<ref>{{lien web|langue=en|url=https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/435864-fastest-time-to-complete-a-soma-cube/|titre=Fastest time to complete a Soma cube|éditeur=[[Guinness World Record]]}}.</ref>. Le précédent record de {{nobr|2,93 secondes}} était détenu depuis le {{date|19 octobre 2017}} par {{lien|Krishnam Raju Gadiraju}} de [[Bangalore]] en [[Inde]]<ref>{{lien web|langue=en|url=https://timesofindia.indiatimes.com/city/bengaluru/he-can-solve-rubiks-cube-underwater/articleshow/61622059.cms|titre=He can solve Rubik’s Cube underwater|auteur1=Deepika Burli|date= 13 novembre 2017|périodique=[[The Times of India]]}}.</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|titre=Bangalore boy becomes first Indian to set record in speed solving, unicycling|url=https://www.newindianexpress.com/cities/bengaluru/2018/nov/06/bangalore-boy-becomes-first-indian-to-set-record-in-speed-solving-unicycling-1894682.html|périodique=[[The New Indian Express]]|date=6 novembre 2018|auteur1=Akhila Damodaran}}.</ref>. Ye Jiaxi a également établi le record du monde pour assembler un cube Soma les {{lien|langue=en|trad=Blindfold|fr=yeux bandés}} en {{nobr|2,09 secondes}} le {{date|8 octobre 2021}}<ref>{{lien web|langue=en|url=https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/630139-fastest-time-to-complete-a-soma-cube-blindfolded|titre=Fastest time to complete a Soma cube blindfolded|éditeur=[[Guinness World Record]]}}.</ref>.


== Utilisations en psychologie ==
== Utilisations en psychologie ==


Le cube Soma a été utilisé dans des [[Psychologie expérimentale|expériences de psychologie]]. Par exemple, à l'été 1969, {{lien|Edward Deci}}, alors étudiant en [[Cycle postgrade dans les systèmes universitaires anglo-saxons|cycle graduate]] à l'[[université Carnegie-Mellon]], a demandé à des étudiants de résoudre un cube Soma avec ou sans récompense, dans son sujet d'étude sur les mécanismes de [[motivation]] intrinsèque et extrinsèque<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=[[Daniel Pink]]|titre=Drive|sous-titre=The Surprising Truth about what Motivates Us|éditeur=Riverhead Books|lieu=New York|année=2009|pages totales=242|passage=5–9|isbn=978-1-59448-884-9}} ; {{Ouvrage|langue=fr|langue originale=en|auteur1=Daniel Pink|lien auteur1=Daniel Pink|traducteur=Marc Rozenbaum|titre=La vérité sur ce qui nous motive : Tout ce qu’il faut savoir pour transformer sa vie et aller de l’avant !|éditeur=Leduc.s|collection=Business|lieu=Paris|année=2011|pages totales=245|passage=15–19|isbn=978-2-84899-454-3}}.</ref>{{,}}<ref>{{article|langue=en|auteur1=Edward Deci|date=avril 1971|titre=Effects of externally mediated rewards on intrinsic motivation|périodique=[[Journal of Personality and Social Psychology]]|volume=18|numéro=1|pages=105–115|doi=10.1037/h0030644}}.</ref>{{,}}<ref>{{article|langue=en|auteur1=Edward Deci|date=avril 1972|titre=Intrinsic motivation, extrinsic reinforcement, and inequity|périodique=[[Journal of Personality and Social Psychology]]|volume=22|numéro=1|pages=113–120|doi=10.1037/h0032355}}.</ref>. Il a également été utilisé en 1976 par {{lien|Teresa Amabile}}, {{lien|William DeJong}} et {{lien|Mark Lepper}}<ref>{{article|langue=en|auteur1=Teresa Amabile|auteur2=William DeJong|auteur3=Mark Lepper|titre=Effects of externally imposed deadlines on subsequent intrinsic motivation|périodique=[[Journal of Personality and Social Psychology]]|date=1976|volume=34|numéro=1|pages=92–98|doi=10.1037/0022-3514.34.1.92}}.</ref>.
Le cube Soma a été utilisé dans des [[Psychologie expérimentale|expériences de psychologie]]. Par exemple, à l'été {{date|1969}}, {{lien|Edward Deci}}, alors étudiant en [[Cycle postgrade dans les systèmes universitaires anglo-saxons|cycle graduate]] à l'[[université Carnegie-Mellon]], a demandé à des étudiants de résoudre un cube Soma avec ou sans récompense, dans son sujet d'étude sur les mécanismes de [[motivation]] intrinsèque et extrinsèque<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=[[Daniel Pink]]|titre=Drive|sous-titre=The Surprising Truth about what Motivates Us|éditeur=Riverhead Books|lieu=New York|année=2009|pages totales=242|passage=5–9|isbn=978-1-59448-884-9}} ; {{Ouvrage|langue originale=en|auteur1=Daniel Pink|lien auteur1=Daniel Pink|traducteur=Marc Rozenbaum|titre=La vérité sur ce qui nous motive : Tout ce qu’il faut savoir pour transformer sa vie et aller de l’avant !|éditeur=[[Leduc.s Éditions|Leduc.s]]|collection=Business|lieu=Paris|année=2011|pages totales=245|passage=15–19|isbn=978-2-84899-454-3}}.</ref>{{,}}<ref>{{article|langue=en|auteur1=Edward Deci|date=avril 1971|titre=Effects of externally mediated rewards on intrinsic motivation|périodique=[[Journal of Personality and Social Psychology]]|volume=18|numéro=1|pages=105–115|doi=10.1037/h0030644}}.</ref>{{,}}<ref>{{article|langue=en|auteur1=Edward Deci|date=avril 1972|titre=Intrinsic motivation, extrinsic reinforcement, and inequity|périodique=[[Journal of Personality and Social Psychology]]|volume=22|numéro=1|pages=113–120|doi=10.1037/h0032355}}.</ref>. Il a également été utilisé en {{date|1976}} par {{lien|Teresa Amabile}}, {{lien|William DeJong}} et {{lien|Mark Lepper}}<ref>{{article|langue=en|auteur1=Teresa Amabile|auteur2=William DeJong|auteur3=Mark Lepper|titre=Effects of externally imposed deadlines on subsequent intrinsic motivation|périodique=[[Journal of Personality and Social Psychology]]|date=1976|volume=34|numéro=1|pages=92–98|doi=10.1037/0022-3514.34.1.92}}.</ref>.

== Postérité ==
Le cube Soma a donné son nom en {{date|1984}} à [[(2815) Soma]], un [[astéroïde]] de la [[ceinture d'astéroïdes|ceinture principale]], sur proposition de l'astronome belge [[Jean Meeus]]<ref>{{article|langue=en|titre=New Names of Minor Planets|périodique=[[Minor Planet Circulars]]|date=10 septembre 1984|pages=9080|url=https://www.minorplanetcenter.net/iau/ECS/MPCArchive/1984/MPC_19840910.pdf}}.</ref>{{,}}<ref>{{chapitre|langue=en|auteur1=[[Lutz D. Schmadel]]|champ libre=au nom de la Commission 20, sous les auspices de l'[[Union astronomique internationale]]|titre chapitre=(2815) Soma|titre ouvrage=Dictionary of Minor Planet Names|lieu=Berlin, Heidelberg, New York|éditeur=[[Springer Science+Business Media|Springer]]|année=2003|numéro d'édition=5|pages totales={{XII}}-992|isbn=3-540-00238-3|isbn2=978-3-540-29925-7 <!-- numérique -->|doi=10.1007/978-3-540-29925-7_2816|passage=231 {{lire en ligne|url={{Google Livres|VoJ5nUyIzCsC|page=231}}}}}}.</ref>.


== Notes et références ==
== Notes et références ==
{{Références}}
{{Références}}


== Lien externe ==
== Voir aussi ==
{{Autres projets|commons=Soma cube|commons titre=Le cube Soma}}
{{Autres projets|commons=Soma cube}}

* {{MathWorld|nom_url=SomaCube|titre=Soma Cube}}
=== Bibliographie ===
* {{article|langue=en|auteur1=[[Martin Gardner]]|titre=Mathematical Games|sous-titre=A Game in Which Standard Pieces Composed of Cubes are Assembled into Larger Forms|périodique=[[Scientific American]]|volume=199|numéro=3|pages=182–196|date=septembre 1958|jstor=24941116}}, reproduit dans :
** {{Ouvrage|langue=en|auteur1=Martin Gardner|titre=The Second ''Scientific American'' Book of Mathematical Puzzles & Diversions|éditeur=[[Simon & Schuster]]|lieu=New York|année=1961|réimpression=1987|pages totales=254|isbn=0-226-28253-8|numéro chapitre=6|titre chapitre=The Soma Cube|passage=65–77 {{lire en ligne|url=https://bobson.ludost.net/copycrime/mgardner/gardner02.pdf#page=64}} {{lire en ligne|url={{Google Livres|Uk0FEAAAQBAJ|page=65}}}}}}.
** {{ouvrage|langue=en|titre=Origami, Eleusis, and the Soma Cube|sous-titre=Martin Gardner's Mathematical Diversions|collection=The New Martin Gardner Mathematical Library|numéro dans collection=2|auteur1=Martin Gardner|année=2008|lieu=Cambridge, New York|éditeur=[[Cambridge University Press]]|pages totales=234|isbn=978-0-521-75610-5|isbn2=978-0-521-73524-7|numéro chapitre=6|titre chapitre=The Soma Cube|passage=51–65}}.
* {{article|langue=en|auteur1=[[Martin Gardner]]|titre=Mathematical Games|sous-titre=Pleasurable problems with polycubes, and the winning strategy for Slither|périodique=[[Scientific American]]|volume=227|numéro=3|date=septembre 1972|pages=176–184 |jstor=24927437}}.
* {{article|langue=en|auteur1=Christoph Peter-Orth|périodique=[[Discrete Mathematics]]|volume=57|numéro=1–2|date=novembre 1985|pages=105–121|titre=All solutions of the Soma cube puzzle|doi=10.1016/0012-365X(85)90160-8}}.
* {{article|langue=en|auteur1=Jon Brunvoll|auteur2={{lien|Bjørg Cyvin}}|auteur3=Einar Cyvin|auteur4={{lien|Sven Josef Cyvin}}|auteur5=Aage Paus|auteur6=Martin Stølevik|auteur7=Reidar Stølevik|titre=The computerized Soma cube|périodique={{lien|Computers and Mathematics with Applications}}|volume=12B|numéro=1–2|date=janvier–avril 1986|pages=113–121|doi=10.1016/0898-1221(86)90145-8}}, repris dans {{ouvrage|auteur1=István Hargittai|directeur1=oui|titre=Symmetry|sous-titre=Unifying Human Understanding|lieu=New York|éditeur=[[Pergamon Press|Pergamon]]|collection=International Series in Modern Applied Mathematics and Computer Science|numéro dans collection=10|année=1986|pages totales={{rom-min|XIII|13}}-1045|isbn=0-08-033986-7|doi=10.1016/B978-0-08-033986-3.50016-1}}.
* {{article|langue=en|auteur1=Michael J. Whinihan|auteur2={{lien|Charles W. Trigg}}|titre=Parity and Centerness Applied to the SOMA Cube|périodique=[[Journal of Recreational Mathematics]]|volume=6|numéro=1|année=1973|pages=61–66}}, repris dans {{ouvrage|auteur1=Benjamin Schwartz|directeur1=oui|titre=Mathematical Solitaires and Games|lieu=New York|éditeur=[[Routledge]]|collection=Excursions in Recreational Mathematics|numéro dans collection=1|année=2018|année première édition=1968, 1980|pages totales=160|isbn=0-89503-017-9|isbn2=978-0-415-78606-5|isbn3=978-1-315-22416-9<!-- numérique -->|doi=10.4324/9781315224169|passage=20–25 {{lire en ligne|url={{Google Livres|4loPEAAAQBAJ|page=20}}}}}}.

=== Liens externes ===
{{liens}}
* {{MathWorld|nom_url=SomaCube|titre=Soma Cube}}.


{{Palette|Empilement|Polyformes}}
{{Palette|Empilement|Polyformes}}
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[[Catégorie:Mathématiques récréatives]]
[[Catégorie:Mathématiques récréatives]]
[[Catégorie:Casse-tête]]
[[Catégorie:Casse-tête cubique|Soma]]
[[Catégorie:Cube|Soma]]
[[Catégorie:Éponyme d'un objet céleste]]
[[Catégorie:Éponyme d'un objet céleste]]

Dernière version du 2 août 2024 à 21:41

Cube Soma
casse-tête
Description de cette image, également commentée ci-après
Le cube assemblé.
Données clés
Auteur Piet Hein
Date de 1re édition années
Durée annoncée variable
habileté
physique

 Non
 réflexion
décision

 Oui
générateur
de hasard

 Non
info. compl.
et parfaite

Nsp
Description de cette image, également commentée ci-après
Les différentes pièces à assembler pour reconstituer le cube.

Le cube Soma est un casse-tête mécanique inventé dans les années par Piet Hein, un poète et scientifique danois.

Le casse-tête est constitué de sept pièces différentes, chacune formée d'un certain nombre de cubes unitaires. Le but du jeu est d'assembler ces pièces de manière à former un cube de trois unités de côté. Les pièces peuvent aussi être combinées en une grande variété d'autres motifs.

Ce puzzle est souvent considéré comme l'équivalent en trois dimensions des polyominos.

Selon la légende rapportée en par Martin Gardner[1], ce casse-tête aurait été inventé par Hein en , pendant un cours de mécanique quantique donné par Werner Heisenberg. Néanmoins, Ole Poul Pedersen a trouvé en [2] un brevet déposé par Hein dès le au Danemark[3], suivi par un brevet déposé le au Royaume-Uni[4], soit plusieurs années avant la date avancée pour le cours d'Heisenberg[5].

Le nom, Soma, est peut-être tiré du roman d'Aldous Huxley, Le Meilleur des mondes[6],[7]. Ce roman décrit une société du futur dans laquelle le soma est une drogue addictive, grâce à laquelle chaque élément de la société est heureux et ne revendique rien.

Détail des sept pièces du cube

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Les éléments du cube Soma sont formés de toutes les combinaisons possibles de quatre cubes unitaires ou moins, à l'exception des formes convexes (c'est-à-dire les cuboïdes 1×1×1, 1×1×2, 1×1×3, 1×1×4 et 1×2×2). Il reste donc seulement un tricube (pièce composée de 3 cubes unitaires) et six tétracubes (pièces composées de 4 cubes unitaires), deux d'entre eux formant une paire d'énantiomères.

Un des assemblages possibles du cube Soma.

Le cube Soma a été étudié en détail par Martin Gardner et John Horton Conway. Le livre Winning Ways for your Mathematical Plays contient une analyse du problème[8]. Il y a 240 solutions distinctes pour reconstituer le cube. Ces solutions peuvent être facilement générées par un ordinateur à l'aide d'un algorithme récursif comme celui de retour sur trace similaire à celui utilisé pour résoudre le problème des huit dames[9].

Le record du monde de vitesse pour assembler un cube Soma a été établi par Ye Jiaxi, de Xiamen en Chine : le , il a reconstitué le cube en 1,40 seconde[10]. Le précédent record de 2,93 secondes était détenu depuis le par Krishnam Raju Gadiraju (en) de Bangalore en Inde[11],[12]. Ye Jiaxi a également établi le record du monde pour assembler un cube Soma les yeux bandés (en) en 2,09 secondes le [13].

Utilisations en psychologie

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Le cube Soma a été utilisé dans des expériences de psychologie. Par exemple, à l'été , Edward Deci (en), alors étudiant en cycle graduate à l'université Carnegie-Mellon, a demandé à des étudiants de résoudre un cube Soma avec ou sans récompense, dans son sujet d'étude sur les mécanismes de motivation intrinsèque et extrinsèque[14],[15],[16]. Il a également été utilisé en par Teresa Amabile (en), William DeJong (en) et Mark Lepper (en)[17].

Postérité

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Le cube Soma a donné son nom en à (2815) Soma, un astéroïde de la ceinture principale, sur proposition de l'astronome belge Jean Meeus[18],[19].

Notes et références

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  1. Gardner 1958.
  2. (en) Thorleif Bundgaard, « SOMA News: The birth of SOMA ? », sur Thorleif's SOMA page, .
  3. (da) « Sammenlægnings- eller Puslespil med ikke- kasseformede Klodser », brevet danois no 52215, déposé le , protégé le , publié le  ; reproduit sur Espacenet, Office européen des brevets.
  4. (en) « Toy Building or Puzzle Blocks », brevet britannique no 420,349, déposé le , publié le  ; reproduit sur Espacenet, Office européen des brevets.
  5. Jean-Paul Delahaye, « Les 27 petits cubes de Piet Hein », Pour la science, no 382,‎ , p. 80 (lire en ligne).
  6. Gardner 1961. Au début du chapitre est mise en exergue une citation du roman évoquant la drogue soma :

    « ... no time, no leisure ... not a moment to sit down and think — or if ever by some unlucky chance such a crevice of time should yawn in the solid substance of their distractions, there is always soma, delicious soma... »

    traduit par Jules Castier :

    « [...] pas un instant, pas un loisir [...] pas un moment pour s'asseoir et penser, ou si jamais, par quelque hasard malencontreux, une semblable crevasse dans le temps s'ouvrait béante dans la substance solide de leurs distractions, il y a toujours le soma, le soma délicieux [...] »

    .
  7. (en) David J. Darling, The Universal Book of Mathematics : From Abracadabra to Zeno's Paradoxes, Hoboken, John Wiley & Sons, , 383 p. (ISBN 0-471-27047-4), p. 295–296.
  8. (en) Elwyn Berlekamp, John Conway et Richard Guy, Winning Ways for your Mathematical Plays, vol. 2 : Games in Particular, New York, Academic Press, (ISBN 0-12-091152-3 et 0-12-091102-7), p. 735.
  9. (en) Jay P. Fillmore et S. G. Williamson, « On Backtracking: A Combinatorial Description of the Algorithm », SIAM Journal on Computing, vol. 3, no 1,‎ , p. 41–55 (DOI 10.1137/0203004), voir p. 51–55 pour le cube Soma.
  10. (en) « Fastest time to complete a Soma cube », Guinness World Record.
  11. (en) Deepika Burli, « He can solve Rubik’s Cube underwater », The Times of India, .
  12. (en) Akhila Damodaran, « Bangalore boy becomes first Indian to set record in speed solving, unicycling », The New Indian Express, .
  13. (en) « Fastest time to complete a Soma cube blindfolded », Guinness World Record.
  14. (en) Daniel Pink, Drive : The Surprising Truth about what Motivates Us, New York, Riverhead Books, , 242 p. (ISBN 978-1-59448-884-9), p. 5–9 ; Daniel Pink (trad. de l'anglais par Marc Rozenbaum), La vérité sur ce qui nous motive : Tout ce qu’il faut savoir pour transformer sa vie et aller de l’avant !, Paris, Leduc.s, coll. « Business », , 245 p. (ISBN 978-2-84899-454-3), p. 15–19.
  15. (en) Edward Deci, « Effects of externally mediated rewards on intrinsic motivation », Journal of Personality and Social Psychology, vol. 18, no 1,‎ , p. 105–115 (DOI 10.1037/h0030644).
  16. (en) Edward Deci, « Intrinsic motivation, extrinsic reinforcement, and inequity », Journal of Personality and Social Psychology, vol. 22, no 1,‎ , p. 113–120 (DOI 10.1037/h0032355).
  17. (en) Teresa Amabile, William DeJong et Mark Lepper, « Effects of externally imposed deadlines on subsequent intrinsic motivation », Journal of Personality and Social Psychology, vol. 34, no 1,‎ , p. 92–98 (DOI 10.1037/0022-3514.34.1.92).
  18. (en) « New Names of Minor Planets », Minor Planet Circulars,‎ , p. 9080 (lire en ligne).
  19. (en) Lutz D. Schmadel (au nom de la Commission 20, sous les auspices de l'Union astronomique internationale), « (2815) Soma », dans Dictionary of Minor Planet Names, Berlin, Heidelberg, New York, Springer, , 5e éd., XII-992 p. (ISBN 3-540-00238-3 et 978-3-540-29925-7, DOI 10.1007/978-3-540-29925-7_2816), p. 231 [lire en ligne].

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Bibliographie

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Liens externes

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