著名的「克萊因瓶」有多詭異?為何科學家窮其一生也無法造出?

2020-12-13 佑敏談生活呀

著名的「克萊因瓶」有多詭異?為何科學家窮其一生也無法造出?

說起維度這個詞,可能很多人還是一頭霧水,完全不知道維度是什麼。準確的說,這是自然界生物看待另一種事物的方式,可能人類對這些生物的世界還不夠了解。在科學界,克萊因瓶絕對是「神奇」的存在,據說這就跟第四維度有關係。

生物界中有二、三、四維度,也正是這些維度的不同,讓事物本質也存在著差別。簡單點說,就像平時作圖一樣,要是在一個長方體中畫對角線,那麼從二維平面上去看,這個圖畫中的對角線是穿過一條直線的,但若是三維立體去看,很可能這條對角線就是單一的,不與任何的線有交點。

同樣的,若是用四維去看事物,那麼這個物體本身肯定會呈現其他的樣子。之所以說克萊因瓶詭異,就是這種看似屬於四維的物質,確能呈現在三維的世界裡。

它沒有三維物質該有的內外部之分,這是一種內外相連的結果。簡單點說,若是在克萊因瓶中有抑制蜜蜂,那麼這隻蜜蜂就會隨著瓶子的內部管道,從底部向上飛,一直到瓶頸的位置,最後則飛到瓶口,然後順利的飛出去。

在整個飛行中,蜜蜂一直沒有觸碰過任何的平面,只是沿著瓶子的表面在飛行而已。

但要是用三維世界去看克萊因瓶的話,就會感覺是瓶頸位置穿過了瓶身,甚至覺得與瓶口是相互貫通的。

只是四維中,瓶子的頸部並不是直接跟瓶底相接通,而是繞過了瓶子的身體,直達瓶子的地步,期間不與任何的物質相互交叉。

其實說到底,還是看物質的視覺不同,因為三維和四維本身就是兩種不同的視覺感受。

當然這也是科學家比較難以實現的一個難題,因為這個克萊因瓶實在是太難製造了。

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    在拓補學中,克萊因瓶就是一個不可定向的拓撲空間。克萊因瓶是德國的著名數學家菲利克斯·克萊因於1882年提,後以他的名字命名,最初用德語命名時的意思是「克萊因平面」,因為翻譯的問題成了「克萊因瓶」。不過從我們的角度來看,克萊因瓶也比較適合。
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    「克萊因瓶」是什麼原理?不斷往瓶內加水,為何永遠也裝不滿!在課本上我們所認識到的幾何圖形都是直線相接的,然而有一種萊諾三角形就成了另類。這種萊諾三角形的三個邊都是弧形的。也可以像圓一樣在地面上滾動,可是因為它幾何中心都不穩定性。
  • 「克萊因瓶」永遠裝不滿的瓶子?
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  • 著名的「克萊因瓶」是什麼?為什麼將地球上的水倒進去也裝不滿?
    克萊因瓶最初由德國著名數學家菲立克斯·克萊因 (Felix Klein) 在1882年提出。克萊因瓶的結構可表述為:一個瓶子底部有一個洞,在延長瓶子的頸部後,扭曲地進入瓶子內部,最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,即它沒有內外之分。無論從什麼地方穿透曲面,到達之處依然在瓶的外面,它本質上就是一個「有外無內」的古怪東西。
  • 「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?在數學領域中,它是一種無定向性的平面,即沒有內部和外部之分,有人會說明明我看到的是一個瓶子怎麼是平面呢,其實表面上我們眼睛看起來它是一個像球一樣封閉的曲面,但它與球不同,一隻蜜蜂可以從其內部直接飛到外面來,而不用穿過其表面,這就說明它其實只有一個面,瓶子沒有內外之分.
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  • 為什麼人類永遠造不出來克萊因瓶?
    克萊因瓶是什麼?1882年,著名數學家菲利克斯·克萊因發現了後來以他的名字命名的著名「瓶子」。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。
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