悪魔のサイコロ

サイコロが２７個。
サイコロの６面がすべてそろっている。
２７個がバラバラなのではない。３個のサイコロをL型に組み合わせたものが９個ある。

上の図のように、サイコロの各面の数字をそろえながらＬ字型に接着する。
この９個のピースをどのように組み立てていけば最初の写真のようになるのだろう。
これはなかなかハードなパズルだ。

９個のＬ型にしたサイコロの並べ方は左の図のようになる。

キューブのパズルの並べ方を図に書くのはむずかしいので、普通左の図のような書き方をするらしい。
たとえば下段の７は、上の図の７番の組み合わせのＬ型サイコロで、下段に２個の部分を置き、中段に３個めの飛び出している部分が左端にくるように置く。中段の図に７の数字がサイコロ１個分に書かれているのはそういう意味だ。
また上段に１のサイコロがあるのを見てみよう。これはＬ字の形のまま置けばいいということだとわかる。
この時、一番上にサイコロの１の面がくるように置いていくのが最大のポイント。
６個の面に同じ数字が置かれた大きなサイコロが出来上がる。
結構時間がかかる。

この「悪魔のサイコロ」というパズルは左の本を参考にして作った。
「パズルの世界−　解き方・つくり方１０１例」（ジェリー・スローカム／ジャック・ボタマンズ著　芦ヶ原伸之訳）

この本によると、「悪魔のサイコロ」はオランダのビル・ストライボスの創作したものということだ。

今回作ったのは、大きなサイコロ（立方体）の各面にすべて同じ目がでることを目標にして組み合わせたものだが、各面のタテ・ヨコの数字の合計にポイントを当てるともっと難しいサイコロの組み合わせになるそうだ。

私はこのパズルを作るのに、１００均でサイコロを探してきた。１００均といえどもサイコロ２７個そろえるとなると、それなりの金額となる。
一時は木を切って立方体を作ろうかとも考えたが、２７個正確に切り出すのは私の力量では無理なのであきらめた。

ちょっと目には簡単そうだが、面を揃えるとなると手こずるパズルだった。

多角形で囲まれた立体を多面体という。その中でも一種類の正多角形の面で作られたものを「正多面体」とよんでいる。
正多面体は、正４面体・正６面体・正８面体・正１２面体・正２０面体の五種類しかない。
プラトン（紀元前４２７〜紀元前３４７）が著書「ティマイオス」で正多面体についてふれているので、正多面体は「プラトンの立体」とも呼ばれている。
（参考同志社中学校のホームページより）

正多面体を紙で作ったのが一番上の写真。
正多面体の頂点や辺の数などを調べるには、左のようなモールを使った正多面体の立体模型が便利だ。
左のモールによる正多面体の模型は、「ストローとモールでつくる幾何学オブジェ　１００均グッズで学ぶ多面体」（日本数学検定協会　丸善出版株式会社）の本によって作った。
この本で紹介されているように、１００均で売っているストローとモールさえあれば、プラトンの立体を作ることができる。

上の写真がストローとモールで作った正多面体５種類。
１００均では色のついたストローと無色透明のストローが売っていたが、模型としては透明ストローのほうがモールの色がわかってカラフルだ。

この本に、正多面体の頂点の数や辺の数を調べてみようという課題があった。
それが上の表。
頂点の数、辺の数、面の数の関係を調べてみると、

頂点の数から辺の数を引き、面の数をプラスするとすべて２になることがわかる。

この関係は「オイラーの多面体定理」とよばれているものだ。

今回私は正多角形を作り、そこから正多面体に発展していった。
そして「正多面体は、正４面体・正６面体・正８面体・正１２面体・正２０面体の五種類しかない。」とか「正多面体の頂点の数、辺の数、面の数には、Eulerの多面体定理とよばれる関係がある」ことがわかった。
なぜ正多面体には５種類しかないのか、なぜオイラーの多面体定理が成立するのかについては、ネットで検索すると多くの証明や説明が紹介されていることがわかる。
そういうことでここではその説明は省くことにする。興味のある方は是非ネットで検索することをおすすめする。

上の写真は正１２面体と正２０面体のち地球儀の模型。
これは
「発見・体験！　地球儀の魅力　地球儀を自作しよう！」（稲葉茂勝著　少年写真新聞社）
の本にある地球儀の模型の展開図をもとにしてつくったもの。
球形の地球儀を紙で作ったことはあるが、写真のような正多角形をもとにした地球儀は初めてだった。球体を作るのはむずかしいが、多面体なら少しなんとか作れそう。しかし糊付けに手間がかかり苦労したが、やってみると楽しい作業だった。