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Mathe statt Magie

Sebastiano Tronto kann etwas ganz Besonderes: Mit nur 16 Zügen löst er einen Zauberwürfel. Mit „The Rubik Show“ will der Doktorand der Mathematik seine Kniffs an Schüler weitergeben. Er verrät, was Mathematik mit dem Lösen des Zauberwürfels zu tun hat – und dass es keine Superkräfte dafür braucht.

Das kleine bunte quadratische Ding hat sicherlich schon so einige Menschen zum Verzweifeln gebracht: Die Rede ist vom „Rubik‘s Cube“. Gelb, Blau, Rot, Orange, Grün und Weiß müssen an die richtige Stelle, jede Seite des Würfels soll einfarbig sein. Das ist das Ziel.

Wenn Sebastiano Tronto die Ecken und Kanten und Steinchen verschiebt, bis alles an Platz und Stelle sitzt, sieht das ganz leicht aus. „Hier und dort ein bisschen drehen, nach dem Trial-and-Error-Prinzip, reicht allerdings nicht“, erklärt der 28-jährige Doktorand der Mathematik an der Universität Luxemburg und an der Universität Leiden. Mit nur 16 Zügen hat er bei einem internationalen Wettbewerb der „World Cube Association“ einen Rubik‘s Cube gelöst. 45 Minuten brauchte er dafür. Das war 2019, den Weltrekord hält er noch immer. Optimalerweise sind, laut Computerberechnungen, 20 Züge notwendig. „God’s Number“, also Gottes Algorithmik, wird diese Zahl auch genannt. 1995 wurde sie mit einer Software berechnet und 2010 noch einmal bestätigt.

Ist Sebastiano Tronto also ein Genie? Hat er Superkräfte? „Nein, ich habe einfach nur viel trainiert“, sagt der 28-Jährige bescheiden. Mit zehn Jahren habe er den Zauberwürfel entdeckt, und obwohl er ihn damals nicht lösen konnte, blieb die Faszination. Es wurde sein Hobby. Der Grund: „Der Würfel ist ein so simples Objekt, und dennoch gibt es so viele unterschiedliche Techniken, um die Lösung zu finden“, erzählt er.

Der Würfel ist ein so simples Objekt, und dennoch gibt es so viele unterschiedliche Techniken, um die Lösung zu finden. Sebastiano Tronto

An Wettbewerben nimmt er seit 2011 teil, in 49 Turnieren hat er 62-mal Gold, 35-mal Silber und 16-mal Bronze eingeheimst und ein paar Rekorde aufgestellt. Bis es allerdings so weit war, hieß es üben, üben, üben. Er verweist auf die vielen unterschiedlichen Techniken, die es zum Anwenden gibt. Von der „Domino-Reduktion“ über die „Roux“-Methode bis hin zur „Layer-by-Layer“-Technik: Er kennt sie alle. Unterscheiden tun sie sich bei der Ausführung, gemein haben aber alle, dass man ein bisschen auswendig lernen muss. Algorithmen werden diese Zugabläufe auch genannt, die könne man sich einprägen. Vor allem die Disziplinen „Fewest Moves“ und „Blind folded“ haben es ihm angetan. Während es bei, „Fewest Moves“ darum geht, mit so wenigen Zügen wie nur möglich die Lösung zu finden, muss man bei „Blind folded“ den Zauberwürfel mit verbundenen Augen in die korrekte Position bringen.

Ja, richtig gelesen. Der gebürtige Italiener, den es 2018 aufgrund seines Mathematik-Studiums nach Luxemburg verschlug, kann einen Zauberwürfel lösen ohne hinzusehen. Dazu sieht er sich den Würfel ganz genau an, merkt sich die Positionen der Steinchen und legt los. Dabei hilft ihm ein Schema mit 20 Buchstaben, die alle jeweils einem Steinchen zugeteilt sind. „Am Anfang war das sehr schwer, ich habe es erst nach zwei Wochen geschafft, den Würfel mit verbundenen Augen zu lösen. Brauchte ich anfangs noch 20 Minuten, sind es heute 20 Sekunden“, erzählt er. 2018 hat er bei der Europa-Meisterschaft den ersten Platz ergattert. 22,89 Sekunden habe er benötigt, um den Würfel blind zu lösen, sagt er. „Auf dieses Resultat bin ich schon sehr stolz, da ich nur knapp ins Finale kam und die Konkurrenz ziemlich stark war.“

Für die Anwendung neuartiger Methoden ist es praktisch, Mathematik-Kenntnisse zu haben. Die sind aber nicht zwingend notwendig, um den Zauberwürfel zu lösen. Im Gegensatz dazu kann der Würfel helfen, mathematische Probleme zu verstehen. Sebastiano Tronto

Sebastiano--Tronto-(Universite-de-Luxembourg)-KopieAnders als noch zu Beginn trainiert er mittlerweile nicht mehr täglich. Das Studium der Mathematik beanspruche viel Zeit, genauso wie sein Einsatz für die „Speedcubing“-Gemeinschaft. „Ich schreibe Tutorials und bin mittlerweile auch Komitee-Mitglied der ,World Cube Association‘ (WCA)“, so Sebastiano Tronto. Eigentlich wollte er 2020 einen offiziellen Wettbewerb in Luxemburg organisieren, die Pandemie habe ihm allerdings einen Strich durch die Rechnung gemacht.

Dass man für das Lösen des auch „Magic Cube“ genannten Objekts ein hohes Level an Konzentration benötigt, dürfte wohl auch Laien klar sein. Die Techniken hingegen sind für Menschen, die den Würfel nicht kennen, etwas schwieriger nachzuvollziehen. Darum zeigt Sebastiano Tronto, der aufgrund seines Studiums zwischen Luxemburg und den Niederlanden hin- und herpendelt, wie er das macht. Per Video. Zunächst nimmt er einen Würfel komplett auseinander, zeigt, wie er aufgebaut ist und wie die Mechanik funktioniert. Dann folgt eine Erklärung der Layer-by-Layer-Technik, die sich besonders für Anfänger eignet, und eine Einführung in die Roux-Methode. Dann legt er los. In Sekundenschnelle dreht er die Steinchen umher, im Handumdrehen sind alle Seiten einfarbig.

Die Schnelligkeit, die bei dem ein oder anderen für Verblüffung sorgen kann, ist für Profis im „Speedcubing“ ganz normal. Aber inwiefern hat das denn nun alles mit Mathematik zu tun? „Für die Anwendung neuartiger Methoden ist es praktisch, Mathematik-Kenntnisse zu haben. Die sind aber nicht zwingend notwendig, um den Zauberwürfel zu lösen. Im Gegensatz dazu kann der Würfel helfen, mathematische Probleme zu verstehen“, erklärt er. So habe ihm der Cube dabei geholfen, eine komplizierte Algebra-Theorie auf Anhieb zu verstehen. Das mechanische Puzzle, das 1974 von Ernö Rubik, einem Architekten und Designer, entwickelt wurde, basiert – aus mathematischer Perspektive – auf der Gruppentheorie. Damit wollte der Professor seinen Studierenden das räumliche Denken näherbringen.

Den Würfel, der weltweit seinen Weg in Kinder- und Jugendzimmer fand, will Sebastiano Tronto nun selbst nutzen, um Schülern die Welt der Mathematik auf spielerische Weise näherzubringen. In „The Rubik Show“, die am PI-Tag, dem 14. März, stattfindet, wird er versuchen, abstrakte Theorien aus der Mathematik auf spielerische Weise zu erklären. „Mit dem Würfel kann ich die Schüler in den Bereich der Kombinatorik einführen und ihnen zeigen, warum es etwa 43 Trillionen Möglichkeiten gibt, den Würfel zu lösen“, sagt Sebastiano Tronto. Und er ist sich sicher: Solche Outreach-Aktivitäten sind sehr wichtig, um abstrakte Wissensthemen in einem anderen Licht zu zeigen. Er selbst hätte wahrscheinlich nie Mathematik studiert, wenn er nicht an außerschulischen Aktivitäten, etwa Wettbewerben, teilgenommen habe.

Im Sommer wird Sebastiano Tronto seine Doktorarbeit einreichen, seine Arbeit über arithmetische Eigenschaften von elliptischen Kurven ist fast fertig. Danach möchte er in der freien Wirtschaft arbeiten, im Bereich der Software-Entwicklung. In seiner Freizeit aber, da wird er sicher noch bei dem ein oder anderen Zauberwürfel-Wettbewerb an den Start gehen, und vielleicht sogar doch noch einen in Luxemburg organisieren. 

Text: Cheryl Cadamuro // Fotos: Marko Blazevic (Pexels), Université du Luxembourg

Author: Philippe Reuter

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