莫比烏斯圈又稱麥比烏斯圈(M?bius strip, M?bius band),是一種單側、不可定向的曲面。因A.F.麥比烏斯(August Ferdinand M?bius, 1790-1868)發(fā)現(xiàn)而得名。將一個長方形紙條ABCD的一端AB固定,另一端DC扭轉半周后,把AB和CD粘合在一起 ,得到的曲面就是麥比烏斯圈,也稱麥比烏斯帶。
詳見百度百科……
是莫比烏斯環(huán)吧~~~
公元1858年,德國數(shù)學家莫比烏斯(Mobius,1790~1868)發(fā)現(xiàn):把一個扭轉180°后再兩頭粘接起來的紙條,具有魔術般的性質。
因為,普通紙帶具有兩個面(即雙側曲面),一個正面,一個反面,兩個面可以涂成不同的顏色;而這樣的紙帶只有一個面(即單側曲面),一只小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨過它的邊緣!
我們把這種由莫比烏斯發(fā)現(xiàn)的神奇的單面紙帶,稱為“莫比烏斯帶”。
拿一張白的長紙條,把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一個身,如同上頁圖那樣粘成一個莫比烏斯帶?,F(xiàn)在像圖中那樣用剪刀沿紙帶的中央把它剪開。你就會驚奇地發(fā)現(xiàn),紙帶不僅沒有一分為二,反而像圖中那樣剪出一個兩倍長的紙圈!
有趣的是:新得到的這個較長的紙圈,本身卻是一個雙側曲面,它的兩條邊界自身雖不打結,但卻相互套在一起!為了讓讀者直觀地看到這一不太容易想象出來的事實,我們可以把上述紙圈,再一次沿中線剪開,這回可真的一分為二了!得到的是兩條互相套著的紙圈,而原先的兩條邊界,則分別包含于兩條紙圈之中,只是每條紙圈本身并不打結罷了。
莫比烏斯帶還有更為奇異的特性。一些在平面上無法解決的問題,卻不可思議地在莫比烏斯帶上獲得了解決!
比如在普通空間無法實現(xiàn)的“手套易位問題:人左右兩手的手套雖然極為相像,但卻有著本質的不同。我們不可能把左手的手套貼切地戴到右手上去;也不能把右手的手套貼切地戴到左手上來。無論你怎么扭來轉去,左手套永遠是左手套,右手套也永遠是右手套!不過,倘若自你把它搬到莫比烏斯帶上來,那么解決起來就易如反掌了。
在自然界有許多物體也類似于手套那樣,它們本身具備完全相像的對稱部分,但一個是左手系的,另一個是右手系的,它們之間有著極大的不同。
“莫比烏斯帶”在生活和生產(chǎn)中已經(jīng)有了一些用途。例如,用皮帶傳送的動力機械的皮帶就可以做成“莫比烏斯帶”狀,這樣皮帶就不會只磨損一面了。如果把錄音機的磁帶做成“莫比烏斯帶”狀,就不存在正反兩面的問題了,磁帶就只有一個面了。
莫比烏斯帶是一種拓撲圖形,什么是拓撲呢?拓撲所研究的是幾何圖形的一些性質,它們在圖形被彎曲、拉大、縮小或任意的變形下保持不變,只要在變形過程中不使原來不同的點重合為同一個點,又不產(chǎn)生新點。換句話說,這種變換的條件是:在原來圖形的點與變換了圖形的點之間存在著一一對應的關系,并且鄰近的點還是鄰近的點。這樣的變換叫做拓撲變換。拓撲有一個形象說法——橡皮幾何學。因為如果圖形都是用橡皮做成的,就能把許多圖形進行拓撲變換。例如一個橡皮圈能變形成一個圓圈或一個方圈。但是一個橡皮圈不能由拓撲變換成為一個阿拉伯數(shù)字8。因為不把圈上的兩個點重合在一起,圈就不會變成8,“莫比烏斯帶”正好滿足了上述要求。
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