为什么克莱因瓶是四维空间

聚客2022-06-06  18

你知道克莱恩瓶吗?这是数学家的奇迹。它没有边界,但它不能成立。很多人不了解克莱因瓶的奥秘。克莱恩瓶不能存在于三维空。现在克莱恩瓶都是仿的。让我们来了解一下真正的克莱因瓶。

克莱恩瓶是四维空。

克莱恩瓶看起来挺有女人味的,但是仔细研究就会发现不科学。克莱因瓶是由几何学家费利克斯米德多特首先提出的。因此,克莱因被命名为克莱因瓶。虽然这个瓶子的底部有一个洞,但是瓶颈是从四维空伸入瓶内,最后与这个洞相通。如果不明白,可以看看动态四维模拟图。

克莱恩瓶和我们平时喝水用的杯子不一样。克莱因瓶没有边界,所以没有体积。可以描述为一个底部有孔的瓶子,瓶颈从四维空处拧入瓶内,然后与底部的孔相连。与球面不同,它没有内外之分。

所以克莱恩瓶虽然叫瓶子,但是没有盛水的功能。克莱因瓶的存在会让人们开始认真对待它的现实意义。然而,克莱因瓶是数学领域的产物。它只能存在于四维空空间,不可能存在于三维空空间,也就是说,它可以被绘制,但不能被制造。

实际上,克莱因瓶是做不出来的。

其实作者Felix middot按照克莱恩的话来说,这个瓶子的瓶颈是通过第四维空然后连接到瓶底,而不是我们看到的简单的通过瓶壁。其实说白了,这个类似瓶子的物体,其实只是一条三维的曲线空,与自身并不相交,而是一条连续的曲线。

虽然现代玻璃工业已经发展得非常先进,所谓 克莱恩瓶 总是在伟大的数学家克莱因先生的脑海里。虚构 ,根本做不出来。

很多国家的数学家总想把它建成,作为给国际数学家大会的礼物。然而,等待他们的是一次又一次的失败。有人觉得即使玻璃制品做不出来,做个纸模型也不错。如果这个问题真的解决了,那将是一个很大的收获!

市面上的克莱因瓶只是模型。

如果你看过克莱恩瓶的模型,你会发现克莱恩瓶的瓶颈与瓶身相交,这是一种妥协。如果能做成,就能证明XD在四维空空间中确实存在。如果一个人穿过克莱因的瓶口,来到瓶子的外面,他就会从里面出来反其道而行之。

市面上的克莱恩瓶只是我们生活的三维空空间中表达的模型。真正的克莱因瓶是一个真正能在四维空空间中表现出来的曲面。在三维空空间中,我们不得不牺牲一些特征,让它看起来像是与自己相交。其实克莱因瓶的瓶颈是通过第四维空再与瓶底环相连,而不是通过瓶壁。

克莱因瓶不是一个动态的东西,而是一个静态的形状。比如在2D 空很难想象一个静态的三维物体。但是克莱恩的瓶子没有边界。相比较而言,球体是没有边界的,而莫比乌斯环是有边界的。也就是说,一只小蚂蚁沿着克莱因的瓶子往上爬,爬不到边上。

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