四階魔方

四階魔方總共有8個角塊，24個稜塊和24箇中心塊。

8個角塊，可以互換位置（

），也可以翻轉方向（

），但無法單獨翻轉一個角塊（

），所以總共有

種變化狀態。

24箇中心塊，可以互換位置（

），但每種顏色中的4箇中心塊，無論處於何種位置均是等價的 （

） ，所以總共有

種變化狀態。

24個稜塊，可以有不同的位置和方向（

），但每種顏色的2個稜塊，不能單獨翻轉其中之一（

），且2個稜塊互換位置是等價的（

），所以總共有

種變化狀態。

最後，由於四階魔方沒有固定的中心塊，其中有

種變化，亦可通過整體旋轉魔方來實現，但這些變化在空間中是等價的。

所以四階魔方的總狀態數為：

即 7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000 種變化。 ^[1] 

四階魔方總共有8個角塊，24個邊塊和24箇中心塊，它的構成分為兩類：

第一類中心是一個球體，每個周邊的小塊連接着中心球的滑軌，在運動時候會沿着用力方向在滑軌上滑動。

第二類是以軸為核心的四階魔方，這類魔方的構成非常複雜，除了中心球和周邊塊外還有很多附加件。

作為競速運動來説第二種構成的四階魔方運動速度快，不易在高速轉動中卡住。

四階魔方一般對於初學者，採用“降階法”還原，即將四階魔方“降階”成為三階魔方，再按三階魔方還原。所以，還原四階魔方，必須先具備三階魔方的基礎。

但需額外注意的是，四階魔方因中心塊不固定，故降階後會出現三級魔方所未有的“特殊情況”，需額外操作以校正。

此外，“降階法”是還原高階魔方的通用方法。“降階”步驟，及各步驟中的轉法思路，均可應用於所有高階魔方還原中。

高階魔方，可以分為奇數階與偶數階。偶數階魔方，與四階魔方類似，因“中心塊”相對位置不固定，所以在“還原中心塊”時需要注意相對位置，且降階後可能需要“特殊情況校正”這一步驟，將降階後的“三階魔方”修正為“標準情況”；奇數階魔方，因“中心塊”相對位置是固定的，所以“復原中心塊”時較易，且完成降階後的“三階魔方”即為“標準情況”，不需校正。

降階法還原四階魔方，分為以下四個階段： ^[2] 

四階魔方的還原也可以用層先法。四階層先法是不斷的變換使用三階層先法的公式來進行還原的。

復原底面：方法同三階；先復原一箇中心四塊面；之後對好邊稜，最好的方法是從魔方的側面把邊稜對好，然後放在已經復原的中心面旁。再次是對好四個邊，方法是把他們放在頂面，對好後下底，這樣有規律，且不會造成混亂。注意他們的順序噢！最後是對好白色的角塊

復原第二層：這一步中先復原翼，再復原點。這裏是變通地使用三階魔方第二層稜塊的復原公式。

2.1復原第二層的翼

公式2-1：URU’R’U’F’UF

公式2-1’：U’F’UFURU’R’

這個公式與三階的復原第二層稜塊公式完全一樣。如果目標塊不在頂層，那它一定在第三層，只要將目標塊轉到FR稜的第三層處，做公式2-1即可將其轉到頂層。

2.2 復原第二層的點

公式2-2：Ru’R’U’f’Uf

公式2-2’：Ru’R’U’f’Uf

這個公式與三階的復原第二層稜塊公式類似，不同之處是有一部分轉動了中間層。

如果目標塊不在頂層，那它一定在第三層，轉動第三層，只要將目標塊轉到F面近R面處，做公式2-2即可將目標塊轉到頂層（或轉動第三層，將目標塊放到R面近F面處，做公式2-2'）。

至此，下面兩層全部完成。

復原第三、四層：這裏是先用換角公式復原頂層角，之後用換稜公式復原頂層翼，再用換稜公式復原第三層翼，最後變化使用換稜公式復原剩下的點塊。

3.1復原頂層角塊位置

公式3-1：R’ L U L’ U’ R U L U’ L’

公式3-1’：L R’ U’ R UL’ U’ R’ U R

若有兩個相鄰角塊位置正確。將正確的兩個角塊放在右手，做公式3-1。

有兩個不相鄰角塊位置正確。直接做公式3-1或公式3-1’，便可以得到第2種情況

這與三階魔方第六步一致。考慮到後續公式的一致性，這裏介紹一個新公式，其實這個公式完全可以替代三階換稜公式（R2 D2 R' U' R D2 R'U R'）。它的變換形式可以一直用到本方法最後一步。

3.2復原頂層角塊方向

公式3-2：R’ U’ R U’ R’ U2 R

公式3-2’：R U R’ U R U2 R’

這與三階魔方第五步頂面全部翻正的小魚公式完全一樣。從三階魔方考慮，是很容易理解的。

3.3復原三、四層的翼

公式3-3：R’ LuL’u’ R uLu’L’

公式3-3’：L R’u’Ru L’ u’R’uR

這個公式與3-1極為相似只有U大寫改為小寫。

由於有十二個翼需要替換，建議先復原頂層的八個。找第三層翼含有頂面顏色(黃色)的，將黃色面放在右側或左側，做公式3-3(在左側)或3-3'(在右側)。

頂層八個翼復原後，看第三層翼，這時第三層翼已經不含頂層顏色，我們找在同一面上兩個翼是否有相同的顏色。這有三種情況：

1．四個面的翼顏色都相同，説明第三層已經翼已經完成復原；

2．找到有一對翼在同一面顏色相同，將這對翼放在R面。做（公式3-3→ yU’→公式3-3）。就得到了第1種情況。

注意：這裏是把同面同色的翼放在右手，拆一個頂面翼；拆完之後，用同一公式去復原頂面翼，這樣就實現了第三層三個翼的旋轉互換。

3.4復原三、四層的點

這時只剩下幾個點要對調了，用下面兩點和三點對換公式可以很輕鬆完成。

兩點輪換：

公式3-6：r U l' U' r' U l U'

公式3-6'：l' U' r U l U' r’ U

做該公式時注意目標塊必須放在R面和F面下半區域的對應位置。如果目標塊不在下方，轉動該面就可以了。做完公式再恢復回去即可。

三點輪換：

公式3-4：r’ L u L u' r u L u' L’

公式3-4’：l R' u’ R u l' u’ R' u R

公式3-5：r’ L d’ L d r d’ L d L’

公式3-5’：l R' d R d’ l' d R' d’ R

我的建議，如果你是初學者，能用兩點對換就不要用三點輪換；如果你已經是高手了，隨心所欲吧。

如有特殊的情況，需要用四階魔方O特、P特公式來解決。