德国数学家——克莱因瓶与莫比乌斯带

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[组图]德国数学家——克莱因瓶与莫比乌斯带

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德国数学家——克莱因瓶与莫比乌斯带

作者：佚名文章来源：本站原创点击数：更新时间：2008-7-13

拓扑学专家创造出了许许多多迷人的物体．德国数学家莫比乌斯（1790—1868）所创造的莫比乌斯带，便是其中之一．上图所示的带子是由一张纸条的两端粘接而成．纸的一面成为带的内侧，而纸的另一面则成为带的外侧．如果一只蜘蛛想沿着纸带从外侧爬到内侧，那么它非得设法跨越带的边缘不可．上面这张图所示的是莫比乌斯带，它也是由一张纸条两端粘接而成，不过，在粘接前扭转了一下．现在，所得的纸带已不再具有两面，它只有单面．设想一只蜘蛛开始沿着莫比乌斯带爬，那么它能够爬遍整条带子而无须跨越带的边缘．要证实这一点，只要拿一支铅笔，笔不离纸连续地画线．那么，你将会经过整条的带子，并返回你原先的起点．莫比乌斯带的另一个有趣的性质，只要你沿着如下图所示的带子中央的虚线剪开便会发现．请你不妨试试，看看究竟会发生些什么！莫比乌斯带作为汽车风扇或机械设计的传动带，在工业上有着特殊的重要性．它比传统的传动带，在磨损方面，表现得更加均匀．克莱因瓶也像莫比乌斯带那样令人感兴趣．克莱因（1849—1925）是一位德国数学家．他设计了一种拓扑模型．这种模型是一种只有单面的特别的瓶子．克莱因瓶只有外部而无内部．它穿过自己．如果往里头注水，那么水恰从同一个洞里溢出．在莫比乌斯带和克莱因瓶之间有着密切的联系．如果把克莱因瓶沿着它纵长的方向切成两半，那么，它将形成两条莫比乌斯带！

大家可动手做一个类似于克莱因瓶的模型，（如下图）它只有一个面(单面)试将这个模型剪成两半，并观察它所生成的两个莫比乌斯带．

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