當前位置:編程學習大全網 - 圖片素材 - 莫比烏斯帶和莫比斯爾環有什麽不同?

莫比烏斯帶和莫比斯爾環有什麽不同?

為方便說明,可以取壹條紙帶(長條狀即可)拉平,將紙帶的壹端扭(窄端)扭轉180度,再將兩個窄端粘接起來——這就成了壹圈有名的數學模型-「莫比斯環」(Moebius Strip)。這就是公元1858年,德國數學家莫比烏斯(Mobius,1790~1868)的發現:把壹個扭轉180°後再兩頭粘接起來的紙條,具有魔術般的性質。\x0d\\x0d\ 莫比斯環不同於壹般的紙環,因為它呈現出壹個無盡的空間:壹般的紙環有內外兩面,內環和外環的長度都是有限的,容易測度出來;然而,莫比斯環的內外環長度卻無法測知,因為它的內環的極限就是外環,而外環的極限是內環,兩個看似不同的平面就這般融媾合壹。莫比斯環乍看之下有兩個面,兩個面卻是同壹個,不分內外,沒有終結。 \x0d\\x0d\ 從壹般的紙環的中央剪開,紙環便會壹分為二,兩個新紙環的周長和原版紙環壹樣,整個過程就像細胞分裂。可是莫比斯環就不同了:從它寬度的二分之壹處剪開,它不會分成兩個,而是膨脹為壹個放大的莫比斯環;如果從它寬度的三分之壹處剪開,它就會分成二個,只是大小不壹,而且完美地扣合在壹起,更是奇怪。因此,莫比斯環不會分化為兩圈獨立的個體,而只會膨大,或是變成母女般(或母子般,或父子般)相依偎的大小連體。 有趣的是:新得到的這個較長的紙圈,本身卻是壹個雙側曲面,它的兩條邊界自身雖不打結,但卻相互套在壹起!為了讓讀者直觀地看到這壹不太容易想象出來的事實,我們可以把上述紙圈,再壹次沿中線剪開,這回可真的壹分為二了!得到的是兩條互相套著的紙圈,而原先的兩條邊界,則分別包含於兩條紙圈之中,只是每條紙圈本身並不打結罷了。\x0d\ \x0d\ 莫比斯環有壹條非常明顯的邊界。這似乎是壹種美中不足。公元1882年,另壹位德國數學家克萊茵(Klein,1849~1925),終於找到了壹種自我封閉而沒有明顯邊界的模型,稱為“克萊茵瓶”。這種怪瓶實際上可以看作是由壹對莫比斯環,沿邊界粘合而成。因而克萊茵瓶比莫比斯環更具壹般性。\x0d\\x0d\我們可以說壹個球有兩個面--外面和內面,如果壹只螞蟻在壹個球的外表面上爬行,那麽如果它不在球面上咬壹個洞,就無法爬到內表面上去。輪胎面也是壹樣,有內外表面之分。但是克萊因瓶卻不同,我們很容易想象,壹只爬在"瓶外"的螞蟻,可以輕松地通過瓶頸而爬到"瓶內"去--事實上克萊因瓶並無內外之分!在數學上,我們稱克萊因瓶是壹個不可定向的二維緊致流型,而球面或輪胎面是可定向的二維緊致流型。

  • 上一篇:有什麽微信公眾號文章編輯工具是免費的?
  • 下一篇:推廣普通話宣傳周的活動方案
  • copyright 2024編程學習大全網