
大家都知道,一張紙有兩個(gè)面--正面和反面。但是,如果有人說(shuō)能給你看一種只有一面的紙,你覺(jué)得這是真的嗎?
大家都知道,一張紙有兩個(gè)面--正面和反面。但是,如果有人說(shuō)能給你看一種只有一面的紙,你覺(jué)得這是真的嗎?
是真的
公元1858年,德國(guó)數(shù)學(xué)家莫比烏斯(Mobius,1790~1868)和約翰·李斯丁發(fā)現(xiàn):把一根紙條扭轉(zhuǎn)180°后,兩頭再粘接起來(lái)做成的紙帶圈,具有魔術(shù)般的性質(zhì)。普通紙帶具有兩個(gè)面(即雙側(cè)曲面),一個(gè)正面,一個(gè)反面,兩個(gè)面可以涂成不同的顏色;而這樣的紙帶只有一個(gè)面(即單側(cè)曲面),一只小蟲(chóng)可以爬遍整個(gè)曲面而不必跨過(guò)它的邊緣。這種紙帶被稱為“莫比烏斯帶”(也就是說(shuō),它的曲面只有一個(gè))。
擴(kuò)展知識(shí)
制作方法:
拿一張白的長(zhǎng)紙條,把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一個(gè)身,粘成一個(gè)莫比烏斯帶。用剪刀沿紙帶的中央把它剪開(kāi)。紙帶不僅沒(méi)有一分為二,反而剪出一個(gè)兩倍長(zhǎng)的紙圈。
新得到的這個(gè)較長(zhǎng)的紙圈,本身卻是一個(gè)雙側(cè)曲面,它的兩條邊界自身雖不打結(jié),但卻相互套在一起。把上述紙圈,再一次沿中線剪開(kāi),這回可真的一分為二了,得到的是兩條互相套著的紙圈,而原先的兩條邊界,則分別包含于兩條紙圈之中,只是每條紙圈本身并不打結(jié)罷了。
相反,拿一張白的長(zhǎng)紙條,把一面涂成黑色,把其中一端360度翻一個(gè)身,粘成一個(gè)雙側(cè)曲面。用剪刀沿紙帶的中央把它剪開(kāi)。紙帶不僅沒(méi)有一分為二,反而剪出兩個(gè)環(huán)套環(huán)的雙側(cè)曲面。
莫比烏斯帶還有更為奇異的特性。一些在平面上無(wú)法解決的問(wèn)題,卻不可思議地在莫比烏斯帶上獲得了解決。
比如在普通空間無(wú)法實(shí)現(xiàn)的"手套易位"問(wèn)題:人左右兩手的手套雖然極為相像,但卻有著本質(zhì)的不同。我們不可能把左手的手套貼切地戴到右手上去;也不能把右手的手套貼切地戴到左手上來(lái)。無(wú)論你怎么扭來(lái)轉(zhuǎn)去,左手套永遠(yuǎn)是左手套,右手套也永遠(yuǎn)是右手套!不過(guò),倘若你把它搬到莫比烏斯帶上來(lái),那么解決起來(lái)就易如反掌了。
在自然界有許多物體也類似于手套那樣,它們本身具備完全相像的對(duì)稱部分,但一個(gè)是左手系的,另一個(gè)是右手系的,它們之間有著極大的不同。
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