神奇的“莫比乌斯环”

文摘   2024-10-28 22:56   河南  

被称为数学中的艺术——莫比乌斯环



点击边框调出视频工具条

一、关于莫比乌斯环

莫比乌斯环是最具代表性的单侧曲面之一,它是由德国数学家、天文学家莫比乌斯(August Ferdinand Möbius)和约翰·李斯丁(Johhan Benedict Listing)在1858年独立发现的。

制作一个莫比乌斯环只需要三步:

1.取一条纸带。

2.将纸带的一端旋转180度。

3.将旋转后的两端粘在一起。

这样就做出了一个莫比乌斯环。

二、莫比乌斯环的的几何特性

     1. 单面性:莫比乌斯环只有一个面,也就是说,一只蚂蚁可以沿着这个环爬行,不必跨过任何边缘就能到达环的任何一个点。

2.单边性:莫比乌斯环只有一条边界。

3.不可定向性:莫比乌斯环是不可定向的,这意味着你无法定义它的"内部"和"外部"。莫比乌斯环的不可定向性只能在三维空间中表现出来。二维平面中的闭合曲线通常有内外两个方向,但通过将这个曲面嵌入三维空间,并进行扭转操作,这个曲面变成了不可定向的,这种现象在二维空间中是无法实现的。

三、莫比乌斯环的有趣现象

1.切割实验:如果将一个莫比乌斯环沿着中线剪开,你不会得到两个环,而是一个更大的莫比乌斯环。
      2.双扭转莫比乌斯环:如果将纸带扭转两圈再粘起来,得到的将是一个双扭转的莫比乌斯环。

点击边框调出视频工具条

四、莫比乌斯环的寓意

莫比乌斯环在爱情中象征无尽的,稳定的爱,在哲学中象征着对立统一,从任意点上剪开的环都可以套入前一环,即世界是普遍联系的。

莫比乌斯环循环往复的几何特性,蕴含着永恒,无限的意义。莫比乌斯环,一条没有尽头的路,一个没有边界的面,一种没有开始的结束,一次没有相遇的重逢。

这也很像人生中的每一次经历,看似重复,但实则每次都蕴含着微妙的差异和新的可能性。若能用不同的视角和思维方式去看待,或许那些细节瞬间,正是答案所在。

 


本期策划  |  翟思杰

本期编辑  |  陈一兆

本期文案  |  陈奕霏

本期设计  |  吴海吉

初审  |  郭雪岩
复审  |  郑诺淼
终审  |  梁争文

河南大学数学与统计学院
河南大学数学与统计学院
 最新文章