神奇的克萊因瓶,為何永遠都裝不滿水?知道原理後簡直不可思議

2020-12-11 洋子話科學

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?

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    所謂的來自四維空間的神秘瓶子,就是著名的克萊因瓶,這個瓶子的神奇之處在於,無論你怎麼向裡面裝多少水,這個瓶子都不會被裝滿。要知道,在我們的常識中,任何容器都是有它的容積的,如果真的有瓶子裝不滿水,就是這個瓶子底部漏掉了,可是克萊因瓶卻完好無損,這又是怎麼一回事呢?接下來就讓我們一同看看究竟,看看對於四維空間的猜想,科學家們說得到底對不對!
  • 「克萊因瓶」有多神奇?永遠裝不滿水,科學家也無能為力
    比如我們人類看到的第四維度克萊因瓶又是怎樣的呢?人類可以製造出第四維度的克萊因瓶嗎?答案似乎與第四維度有關。這個神奇的瓶子叫做克萊因瓶,據悉它是存在於四維空間中的事物,而我們所在的空間則是三維空間,這個瓶子到底有何神秘之處呢?這一點想必令許多小夥伴們都特別感興趣,接下來就一起來看一下。
  • 克萊因瓶-一個永遠裝不滿水的瓶子
    克萊因瓶本質上是莫比烏斯環的高級版本,可以稱之為三維的莫比烏斯環。想要了解克萊因瓶,我們先看看莫比烏斯環:莫比烏斯環之所以具有如此神奇性質,關鍵就是利用第三個維度對紙面進行扭曲,如果沒有三維只有兩維,莫比烏斯環就不可能存在。現實中我們用一個紙帶,一端扭曲180°和另外一端連接就製作了一個莫比烏斯環。
  • 屬於四維空間的水瓶,永遠裝不滿水的水瓶,這是為什麼?
    日常生活中,人們最離不開的就是水了,喝水的時候我們都會用杯子等類似的瓶子來盛放,不過一般杯子等之類的容器都裝不了多少水,那小夥伴們見過這樣一種奇特的瓶子嗎?據了解,這種瓶子永遠都裝不滿水,那這到底是一個什麼樣的瓶子呢?
  • 克萊因瓶是世界上最神奇的瓶子,永遠裝不滿水
    大部分人可能都會回答是用來裝東西的,而大部分的瓶子都是能夠裝水的,但有一種瓶子除外,就是克萊因瓶。無論你從哪裡倒進水進去,水都會從裡面流到外面,所以它是裝不住水的。克萊因瓶是數學上的一個構想。無論放進去什麼東西都是無法保存在內部的,即使是一隻螞蟻也會自然的從裡面走到外面,甚至根本不需要穿過杯子的表面那一層,它是一個不可定向的拓撲空間。克萊因是德國著名的數學家,因此他提出的克萊因瓶最初的名字是德文Flche,是平面的意思,因為它是一種不定向的平面。
  • 全球最神奇的瓶子,永遠都裝不滿水,它的樣子你絕對想像不到
    全球最神奇的瓶子,永遠都裝不滿水,它的樣子你絕對想像不到瓶子子是能夠裝水的,但有一種瓶子除外,就是克萊因瓶無論你從哪裡倒水進去?水都會從裡面流到外面,它就是裝不住出來音評是由數學家克萊因吐出來的煙,吐出來的一個攝像。
  • 世界「最神奇瓶子」克萊因瓶是何原理?為何四大洋都無法將它裝滿
    不管是茶杯、水杯還是保溫杯,它們都是有容積的,總有滿的時候。但有這麼一種杯子,別說裝水,就算把就算把四大洋裝進去都裝不滿,這是怎麼做到的?這個就是只存在於四維空間的「克萊因瓶」,最初由德國數學家菲利克斯·克萊因於公元1882年提出。
  • 為什麼把整個大海的水都倒進去,也裝不滿克萊因瓶?
    在市場上,我們經常看到這樣的瓶子,它的名字叫克萊因瓶。但其實這並非是真正的克萊因瓶,在我們生活的世界裡永遠也不可能存在真正的克萊因瓶,因為克萊因瓶在現實生活中永遠也不可能被造出來。克萊因瓶的結構可表述為:一個瓶子底部有一個洞,現在延長瓶子的頸部,並且扭曲地進入瓶子內部,然後和底部的洞相連接。和我們平時用來喝水的杯子不一樣,這個物體沒有「邊」,它的表面不會終結。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,即它沒有內外之分。正是因為如此,克萊因瓶是永遠裝不滿水的。
  • 為什麼人們說克萊因瓶造不出來?可那瓶子看起來好像可以造啊?
    可以延長進入瓶子的內部,然後和底部的洞相連接,它沒有內外之分,也永遠不會的被終結。現在的克萊因瓶不過是一些模型而已,真正的克萊因瓶在我們所處的三維空間是無法被製造出來的。三維空間和四維空間還相差了一個維度,這在物理界和數學界都是無法突破的,就算是我們無法用一個平面製作出立體的球形一樣。
  • 「克萊因瓶」的原理是什麼為什麼那麼多人說克萊因瓶永遠裝不滿?
    克萊因瓶是由一名叫克萊因的數學家發現而命名的一個瓶子這個瓶子怎麼來的呢,相當於瓶子有一個洞,延長瓶子的頸部扭曲的進入瓶子內部,然後和底部洞相連,就形成了一個克萊因瓶,它有什麼特徵呢?在拓撲學中,它是一個不可定向的拓撲空間.什麼意思呢,我不說的那麼專業,否則很多人看不懂,我們拿球和輪胎作對比,球可以看作是一個圓繞圓心旋轉一周後得到,輪胎可以看作由一個圓繞空間一點旋轉一周得到,而克萊因瓶卻無法做到,我們發現雖然它是一個沒有內外之分的曲面構成,但它的瓶頸和瓶身是相交的,什麼意思,就是瓶頸上某些點佔據了三維空間的同一位置.注意它是一個與自身不相交的無邊界曲面
  • 克萊因瓶,一個永遠也無法裝滿水的「瓶子」?
    大家好,我是小編蝦仔,克萊因瓶,一個永遠也無法裝滿水的「瓶子」?它究竟是什麼東西呢?下面讓我們就來了解一下這個神秘的克萊因瓶。 在數學領域中,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。在拓撲學中,它是一個不可定向的拓撲空間。
  • 未解之謎:這種瓶子為何裝不滿水?科學家解釋,和四維空間有關
    我們生活在這個充滿神奇的世界上,大家都知道現在人類所處的這個世界是三維空間,但是在科學界裡他們認為四維空間也是很有可能存在的,而且在那裡有很多神秘東西。我們今天就說一說瓶子的故事,這就是著名的克萊因瓶,他就是所謂的四維空間裡神奇的瓶子,無論你怎麼裝水都裝不滿。小夥伴們是不是感覺很神奇呢?對於四維空間也只是科學家的一種猜想而已,我們一起來看看。科學家克萊因他用自己的生平來虛構了這個瓶子,當然瓶子的名字也就因為他的提出,而用他的名字來命名了。
  • 神奇的小瓶子,怎麼裝水都裝不滿,完美的瓶子僅僅存在於四維空間
    但是大家知道嗎,有這麼一種瓶子,它體積不是無限大的,瓶身也沒有任何漏水的地方,但是不管你怎麼裝都裝不滿,是不是很神奇?這一種永遠裝不滿水的瓶子就是克萊因瓶!克萊因瓶最早是由德國非常著名的幾何學家菲利克斯.克萊因首先提出的一種設想,因此這種瓶子就以他的名字來命名了!
  • 這個瓶子怎麼裝都裝不滿,現實世界不存在,如何製造?
    伴隨著人類探索的加深,越來越多神奇的東西被人們發現。提起瓶子,絕大多數人的第一印象就是裝水裝飲料,而不管怎麼裝總會裝滿。有這麼一種特別的瓶子,它就像是一個無底洞,不管灌進去多少水,永遠都裝不滿。很多人有一個疑問,如何讓製造?本期旅行視咖,小咖帶你去看看。
  • 有多少人真正的了解莫比烏斯環和克萊因瓶
    有的自媒體說:莫比烏斯環沒有正反面,人們根本造不出來克萊因瓶因為它只存在於四維空間,克萊因瓶永遠裝不滿……這,真的是不加理解就拿來從別處聽來的話進行自我加工後再傳播。真的是誤人子弟,「毀」人不倦。而克萊因瓶則是莫比烏斯環升維後的三維產物(依照莫比烏斯環,就有人覺得要到四維空間下才能看清楚莫比烏斯環)。所以他們表述的意思是當形成這種結構後,內即是外,外即是內。只有一個面。
  • 世界未解之謎:克萊因瓶永遠裝不滿水,原理是什麼?
    關於瓶子的用處,我們都知道是用來存放東西的,其實大部分的瓶子都是用來盛放液體的,今天小編就要給大家介紹一種新的瓶子,它的用途和正常的瓶子的用途是截然不同的。這種瓶子不能存放任何東西,無論什麼東西進去都會流到外面,這種瓶子的學名叫做克萊因瓶,它只是數學上一個十分完美的假想。
  • 地球上最神奇瓶子,「長江」水倒下去都裝不滿,只因它是四維空間
    知道大家上班的辛苦和勞累,可家庭的責任卻只能由你來背負,生活本就是一層一層的給人壓力, 這些都是無可避免的。而解壓最好的方式就是出去旅遊,可我知道,到了現在這個屬於該奮鬥的年紀,大家都沒有時間。不過大家卻可以關注小編,小編可以每天都帶你領略世界各地的風景!重新接觸世界!