大家對於瓶子應該沒啥疑問,在我們的日常生活中,我們離不開瓶子,我們需要喝水,需要用瓶子把水裝起來,瓶子最主要的作用似乎就是儲存水了,我們所知道的瓶子都可以用來裝水。不過接下來我們要說一個與眾不同的瓶子。
為什麼說這個瓶子與眾不同呢?其實是因為這個瓶子永遠裝不滿水,這個「怪瓶」就是克萊因瓶。克萊因瓶是指一種無定向性的平面,比如二維平面,就沒有「內部」和「外部」之分,同時克萊因瓶也是一個不可定向的拓撲空間。
克萊因瓶是在1882年被德國幾何學大家菲立克斯·克萊因提出。克萊因瓶是一個瓶子底部有一個洞,延長瓶子的頸部,並且扭曲地進入瓶子內部,然後和底部的洞相連接。它和球面不同,一隻蒼蠅可以從瓶子的內部直接飛到外部而不用穿過表面,所以這個瓶子沒有內外之分。
如果我們把克萊因瓶橫切來看的話,就得到了一個莫比烏絲帶,其實莫比烏絲帶也很好理解,我們可以把一條紙條扭轉180度,再將它頭尾粘連就可以得到了。這樣的一個平面是曲面的,這個曲面沒有邊。
不過克萊因瓶無法存在三維空間,它只能存在於四維或更高維的空間裡。科學們利用抽象的概念,做出了一個克萊因瓶子的模型,這個模型是沒有底部的,瓶子的頸部被拉長彎曲穿過了瓶壁,這個模型看起來很怪異,雖然很像克萊因瓶,但這終究只是抽象概念的具現化而已,克萊因瓶子在現實中沒法真正做出來。
科學還是十分有趣的,在科學中還有很多類似克萊因瓶這樣的事情,這些有趣的科學發現,也開闊了我們的視野,大家對於克萊因瓶還有什麼想說的呢?