莫比乌斯的神奇世界,推动整个拓补领域的发展
2023-04-29 来源:飞速影视
博科园-科学科普
今天,我们一起做个游戏。
取一张纸条,将纸条的一端扭转半圈,然后将两端粘贴起来,形成一个环形。接下来,拿出一支铅笔,沿着这个环形带的中央画一条线。
你发现了什么?
是的,这条线沿着纸的一面跑到了另一面。这种带子就是所谓的莫比乌斯带。其实,将纸的一端扭转3个、5个、7个,或者任意奇数个半圈,都会看到相同的现象。
你能够从纸的一面不知不觉抵达另一面,而不用戳破这张纸,是因为你将这张纸变成了一个单面物体。然后,就像在埃舍尔的木版画《莫比乌斯带II》中一样,红色的蚂蚁可以优雅地沿着莫比乌斯带爬行,无休无止。
莫比乌斯带II | M. C. Escher
游戏还没有结束。
再拿出一把剪刀,沿着你刚才画的线将莫比乌斯带剪开。你得到两条更窄的莫比乌斯带了吗?
并没有。出现的是一条更细却更长的双面环形,你再也无法连续地从纸的一面跑到另一面了。如果你手头没有一张纸、一支笔,或者你只是懒得做,没有关系,你可以在头脑中做“假想实验”。或者,凝视下面这张埃舍尔的《莫比乌斯带I》,想象一条莫比乌斯带沿着中心线被切割时,会发生什么。
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