拓扑学与钩织

文摘   2024-05-15 18:58   江苏  

乐叶

编织老师

乐叶是一位非常喜欢编织的编织老师,她对编织充满了热情,不断的在学习和尝试新的方向,尤其是编织与数学。曾经乐叶老师在实验室带领过编织与数学的营会,深得学生喜爱,这次数学文化节,我们将邀请乐叶老师来到现场和大家一起玩编织中的数学,数学里的编织。欢迎感兴趣的朋友来现场玩!


这篇文章是乐叶老师分享的拓扑学与钩织。

拓扑是高等数学的一个分支。具体讲什么呢,我也说不清楚,就是觉得里面的各种形状挺烧脑的。

比如莫比乌斯环,克莱因瓶,就来自拓扑学里。

为什么说烧脑呢,因为好多数学模型是假想的,现实当中没有对照的实物。有的则是先有数学模型,再把抽象的模型实物化。

甚至有可能都不能实物化。比如:克莱因瓶。

虽然克莱因瓶在某宝上可以搜到一大堆的样子。

一般来说是这样的:

但实际上,这也只是一个看上去像克莱因的瓶子。

因为克莱因瓶只能存在于四维或者高于四维的空间当中。

要把三维空间折叠,只有先把自己放到四维空间,或者是把自己想象到四维空间。

而对于三维空间来说,好折叠的是二维物体,即平面。

也就是:莫比乌斯环。

莫比乌斯环得名自莫比乌斯。

据说莫比乌斯用玉米叶子扭转一周后再粘在一起做成一个圈,捉了一只小甲虫,让它在圆圈上爬行。

小甲虫不需翻越任何边界就能爬遍圆圈的所有部分。

这个神奇的结构就是莫比乌斯环

而莫比乌斯环对于只有二维视角的生物是难以想象的。

比如在莫比乌斯环玉米叶上爬行的那只小甲虫。除非他自己飞行起来,在观测到莫比乌斯环玉米叶,否则即使它爬了行一圈之后,也不知道它爬的表面和其他表面有什么不同,为什么不同。

正是由于这些烧脑的模型,使得拓扑学成为高等数学,这些不是一般人的脑子能想出来的。

但如果能把它实物化,则可以更好地理解。

莫比乌斯环是最好是实物化的一个模型,所以也是最被大家知道的一个模型。

这个用钩针很容易勾出来。

这是个开胃菜。来看看其他拓扑学的钩针作品。





再来一组作品


还有另外一个系列

以上种种,都是来自国外数学家。

我基本不理解,只是单纯觉得好看。

数学模型和公式有种简洁的美感。

除了最简单的莫比乌斯环外,还有这个模型有解。

其他的我都还在尝试钩织的方法,还没有复刻成功。

感兴趣的朋友,欢迎留言,我们一起来探讨!

欢迎六一来参加我们的3n+1数学文化节,详情请戳下图。


Domath 数学实验室


Domath,做数学,使数学之美被看见、被感知。


Domath数学实验室是一个为孩子们提供多元数学学习的空间,这是一个有互动性、有美感、有安全感的场所。在这里,数学可以是游戏,可以是艺术创作,可以是实验,可以是交谈;在这里,学生可以勇敢地试错、自由地表达、深度地创作。


Domath数学实验室是一个数学可视化作品的创造工场,是一个“看见”数学系列课程的研发中心,是一个帮助数学教师成长的支持中心。


Domath数学实验室本身就应该是一个数学可视化的建筑作品,而且学生和老师可以一起参与到数学实验室的设计、建造中。这样的作品是学生们每天可以见到的数学之美,“哦,数学还可以这样?!”

Domath,为数学辩白,为工程勤勉。


Domath 思维实验室
为数学辩白,为工程播种