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莫比乌斯环
2020-08-31 14:58:00  来源:中国纪检监察报

  什么是莫比乌斯环?它是一个既无起点也无终点,首尾衔接的完美闭环。最近,国内有一座桥引得人们争相打卡,它就是位于成都的五岔子大桥。该桥为国内首座“莫比乌斯环”式异形拱桥,桥体分为主桥和副桥,主桥在上,连接两岸绿道,可供自行车顺利通过;副桥在下,市民可以停留观赏风景。莫比乌斯环是什么?它的发现对于我们有什么意义?新近出版的《我们在四维空间可以做什么》讲述了有关莫比乌斯环的故事。

  1858年,德国数学家莫比乌斯和利斯廷发现,把一张纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈,具有魔术般的性质。普通纸带具有正、反两个面,两个面可以涂成不同的颜色;而这种纸带只有一个面,一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。这种纸带被称为莫比乌斯带或莫比乌斯环。

  众所周知,人类生活在庞大的三维空间内,我们的所见所闻都是三维空间的产物,但实际上,随着科学的发展,科学家发现,宇宙并不只有三维空间而已,宇宙一共可以划分为11个维度空间,而人类其实一直处在三维空间内。对于空间的理解,科学家是这样解释的:第零维度空间其实是一个点,而宇宙在形成之前,它的初始状态就是一个奇点,当这个奇点集聚了足够多的能量之后,奇点发生爆炸,之后宇宙才得以产生,时间和空间才能形成。第一维度是一条无限延伸的线,第二维度是平面,而莫比乌斯环其实是一个需要在三维空间才能粘连起来的二维曲面。

  莫比乌斯环的概念被广泛应用在建筑、艺术以及工业生产领域。在建筑领域,除了前文提到的成都五岔子大桥,位于北京的凤凰国际传媒中心,其设计灵感也来源于莫比乌斯环。环绕该建筑一周找不到交界点在哪里,有界却无边,所有曲线在360°的空间连续循环,通过一个连续的、不断变化的曲面将高耸的办公楼和低矮的演播楼统一成一个封闭的整体。在艺术领域,一些设计品牌推出的指环等饰品都是莫比乌斯环概念的产物。在工业生产领域,以往的车站和工厂常用的传送带所使用的“常圈”结构,会导致传送带的一面出现较多的磨损。有人将传送带做成莫比乌斯环的形状,使应力分布到“两面”,成功将其使用周期延长了一倍。打印机的色带其实也是莫比乌斯环结构。另外,游乐园里的过山车也是运用莫比乌斯环的特性,使得过山车可以在轨道两面轻松通过。(卯言)

  编辑:仲康  

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