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克莱因瓶为什么装不满倒着装不就好了吗|

克莱因瓶为什么装不满倒着装不就好了吗

解答:克莱因瓶,又名克莱因平面,最早是由数学家菲利克斯克莱因在1882年提出的,只有在四维空间才能被真正的表现出来,整体结构可以描述为一个没有瓶底的瓶子,瓶颈被无限的拉长,直到穿透瓶壁,和瓶底相互连接起来。

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克莱因瓶在数学领域中,其实是表示一个存在于四维空间的拓扑空间,在四维空间中看起来,克莱因瓶就是一个没有终点的平面,没有内外之分,只要沿着它的面一直走,从瓶内来到瓶外,所以水是永远装不满真正的克莱因瓶的。

现实生活中的克莱因瓶是假的,其实克莱因瓶是克莱因平面的错误翻译,克莱因平面是一个只能在四维空间表现出来的平面,而在三维的生活空间中,为了完成克莱因瓶的展示,强行的将瓶颈穿透瓶壁,事实上,在理论上来说,两者是不相交的。

就像莫比乌斯环在二维上是无法表现的,但是它却是一个二维平面,那么我们把它强行放到二维上的结果就是莫比乌斯环的平面连续被打断,就像克莱因瓶的交叉一样。

克莱因瓶为什么装不满

对于克莱因瓶,大家应该有所耳闻,因为这种瓶子永远也装不满,很奇特,很多人不信邪会买一个瓶子会来试着装水,但真的装不满。那么,克莱因瓶为什么装不满呢?接下来就随小编一起去了解看看。

克莱因瓶装不满,是因为这种瓶子结构复杂,并且瓶子底部有一个洞,所以无论你放什么东西进去,最后都会流出来,根本不会装满。其实克莱因瓶并叫这个名字,而是叫克莱因平面,只是因为德语翻译问题,才将平面翻译成了瓶子。

装不满原因:克莱因瓶是一种无定向性的平面,没有内部和外部之分,简单的描述就是,一个瓶子底部有一个洞,现在延长瓶子的颈部,并扭曲瓶子内部,然后和底部的洞连接,和平时我们用的杯子不同,它没有边,表面不会终结,所以装什么都装不满。

1882年,克莱因瓶由德国几何学大家菲立克斯克莱因推出,这个瓶子只有一个面,从图片上来看,这确实是个瓶子,但它没有底,内部也会扭曲,瓶颈也被拉长,所以这样得到了一个环面。

在四维空间中,克莱因瓶才可能真正表现出来的曲面,目前这个瓶子只在数学公式中出现,在现实生活中它并不存在,所以真正的克莱因瓶不存在,它是造不出来的,在市场上出现的克莱因瓶只是一种近似物。

小结:关于克莱因瓶为什么装不满,看完全文,大家知道了吧,因为底部有洞,克莱因瓶肯定装不满。不过目前市场上的克莱因瓶都是假的,真正的克莱因瓶只在数学公式中出现,它是造不出来的。对科学感兴趣的朋友,还可以看看十大疯狂的科学猜想。

什么是克莱因瓶 克莱因瓶为什么装不满

克莱因瓶

在数学领域中,克莱因瓶是指一种无定向性的平面,比如二维平面,就没有“内部”和“外部”之分。在拓扑学中,克莱因瓶是一个不可定向的拓扑空间。克莱因瓶最初由德国几何学大家菲立克斯·克莱因提出的。

在1882年,著名数学家菲立克斯·克莱因发现了后来以他的名字命名的著名“瓶子”。这是一个像球面那样封闭的(也就是说没有边)曲面,但是它却只有一个面。在图片上我们看到,克莱因瓶的确就像是一个瓶子。

但是它没有瓶底,它的瓶颈被拉长,然后似乎是穿过了瓶壁,最后瓶颈和瓶底圈连在了一起。如果瓶颈不穿过瓶壁而从另一边和瓶底圈相连的话,我们就会得到一个轮胎面(即环面)。

克莱因瓶的结构可表述为:一个瓶子底部有一个洞,现在延长瓶子的颈部,并且扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接。和我们平时用来喝水的杯子不一样,这个物体没有“边”,它的表面不会终结。它和球面不同 ,一只苍蝇可以从瓶子的内部直接飞到外部而不用穿过表面,即它没有内外之分。

克莱因瓶是一个不可定向的二维紧流形,而球面或轮胎面是可定向的二维紧流形。如果观察克莱因瓶,有一点似乎令人困惑--克莱因瓶的瓶颈和瓶身是相交的,换句话说,瓶颈上的某些点和瓶壁上的某些点占据了三维空间中的同一个位置。

克莱因瓶是一个3°的莫比乌斯带

把一条纸带的一段扭180°,再和另一端粘起来就得到一条莫比乌斯带的模型。这也是一个只有莫比乌斯带、一个面的曲面,但是和球面、轮胎面和克莱因瓶不同的是,它有边(注意,它只有一条边)。如果我们把两条莫比乌斯带沿着它们唯一的边粘合起来,你就得到了一个克莱因瓶(当然不要忘了,我们必须在四维空间中才能真正有可能完成这个粘合,否则的话就不得不把纸撕破一点)。同样地,如果把一个克莱因瓶适当地剪开来,我们就能得到两条莫比乌斯带。除了我们上面看到的克莱因瓶的模样,还有一种不太为人所知的“8字形”克莱因瓶。它看起来和上面的曲面完全不同,但是在四维空间中它们其实就是同一个曲面--克莱因瓶。

我们知道,在平面上画一个圆,再在圆内放一样东西,假如在二度空间中将它拿出来,就不得不越过圆周。但在三度空间中,很容易不越过圆周就将其拿出来,放到圆外。将物体的轨迹连同原来的圆投影到二度空间中,就是一个“二维克莱因瓶”,即莫比乌斯带(这里的莫比乌斯带是指拓扑意义上的莫比乌斯带)。再设想一下,在我们的3°空间中,不可能在不打破蛋壳的前提下从鸡蛋中取出蛋黄,但在四度空间里却可以。将蛋黄的轨迹连同蛋壳投影在三度空间中,必然可以看到一个克莱因瓶。

克莱因瓶的爱情意义

如果某人在一个巨大的莫比乌斯环上行走,他将会沿着这条“路”一直走下去。有人认为,莫比乌斯环就是我们平时所见的“∞”标志,代表着无限,即克莱因瓶也代表着无限。但也有研究认为“∞”标志出现的时间比莫比乌斯环要早。第一次看到莫比乌斯环,就让小编联想起,美剧「复仇 Revenge」里女主手腕上的纹身:两个叠加的无限符号。在手腕上的大动脉上纹一个无限的爱来向妹子示爱,那真是浪漫至极的举动啊。

克莱因瓶被视为莫比乌斯环的延伸,瓶子底部有一个洞,瓶颈与洞口相接延长,最终重新与洞口相连。和我们平时用来装水的杯子瓶子不一样,瓶子的里面也是它的外面,没有里外之分,它的表面不会终结。根据克莱因瓶的灵感启发,“McBride Charles Ryan”建筑师事务所设计师设计出这样一栋别墅,它看起来就好像是根本分不清楚哪里是内部,哪里是外部。给心爱的人买栋别墅,不是人人都能做得到,但是你可以买下面这个。

虽然克莱因瓶是一个只能在四维空间里表现的曲面,无法在三维世界里“完整”地存在,但是脑洞大开的设计师居然用它来做了一个酒瓶。这个克莱因酒瓶由科学家Clifford Stoll 的公司Acme Klein Bottle 制造,售价100美元左右。这大概是世界上最难倒酒装酒的酒瓶吧。但小编觉得,这个真的是适合向心上人表达爱意的好产品。还是没领悟到窍诀?继续看。

邀请心上人与你共享烛光晚餐(满意自己厨艺的亲手制作更佳),用事先准备好的克莱因酒瓶为心上人倒上红酒,并将精心挑选的首饰藏在口袋。饭桌上发挥你的强项,给心上人绘声绘色地演示神奇的莫比乌斯环和解释克莱因瓶的原理。

在心上人听的一头雾水的时间,向她献上你的礼物,并附上这样一张小卡片:你就是我的莫比乌斯环,在爱你的这条路上,我将勇往直前,没有终点;我就是你的克莱因瓶,里里外外都装着你,一心一意,全心全意。

结语:看完上述小编为大家揭秘的克莱因瓶的爱情意义,大家都知道克莱因瓶象征着无限的爱情了吧!假如你给自己的心上人买一条“∞”标志的项链或者其他礼物,然后再娓娓道来克莱因瓶所象征的爱情意义,那么这样你们的爱情一定会长长久久哟~~


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