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克莱因瓶造型设计巧妙在哪儿?

科普小知识2021-08-21 01:08:08
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在我们生活的世界里,有积极的也有消极的,有内在的也有外在的。这已经成为一个没有争议的公理。那么,世界上有什么东西不是正面的也不是负面的,无论是内部的还是外部的?这种存在的意义是什么?

莫比乌斯环是这样的,它只有一个面,也就是说,一只虫子可以爬过整个表面而不越过它的边缘。虽然它有如此神奇的特性,但制作非常简单。可以做一张长方形的纸:固定长方形的一端,将另一端扭转180度,然后用胶带将它首尾粘合。制作了一个莫比乌斯环。那么如何证明它的单边性质呢?不那么听话和诚实的虫子沿着曲面爬行,我们可以用彩色笔来代替,以确保笔总是沿着曲面移动,并且不会超出它的边界着色。最后,我们会发现,虽然另一面没有特别涂抹,但莫比乌斯环的两面都是彩色的。这样,很难区分莫比乌斯环的正面和背面。

克莱因瓶造型设计巧妙在哪儿?

莫比乌斯环

莫比乌斯环是以它的发明者德国数学家莫比乌斯的名字命名的。它不仅是一个数学概念,而且在现实生活中也有相应的应用。其原理可用于修建立交桥和道路,以避免交通堵塞。此外,由于建筑设计中使用了莫比乌斯结构,在同一平面区域下,通过不同角度的“空间扭曲”,原空间可以向不同方向“延伸”,从而获得更多的可用空间。莫比乌斯环在建筑行业非常流行。建设哈萨克斯坦标志性建筑——全新的国家图书馆的灵感来自于莫比乌斯环。莫比乌斯环的项目负责人托马斯·克里斯托夫森这样描述它:“国家图书馆的设计打破了传统的建筑形式。它使墙在不同的角度发生变化,不是墙,而是屋顶,有时是地板,最后是墙。”

克莱因瓶造型设计巧妙在哪儿?

哈萨克斯坦*国家图书馆

众所周知,正负二维空间的概念延伸到三维空间,相应的概念是内外的。因此,我们不禁要问,在这个三维的世界里,究竟有什么在里面,还是在外面。1882年,另一位德国数学家费利克斯·克莱恩发现了莫比乌斯环的“瓶子版本”,即“克莱恩瓶”。有趣的是,如果沿着它的对称线切割,将会得到两个莫比乌斯环。