Klein Bottle.
我们此前探讨了迷人和令人惊讶的财产Möbius剥离。我们现在继续探索并进入美妙的世界Klein瓶子,除了迷人和令人惊讶的是对想象化的更大挑战之外!
边缘识别图
在我们的探索中,我们已经看到了圆柱和Möbius剥离可以由边缘识别图构造。
继续这个想法,如果我们在矩形中识别所有四个边缘,会发生什么?一种托鲁斯通过在相同方向上识别矩形的两个平行侧来获得。展示这种识别的一个例子是Pac-Man的游戏:如果PAC-MAN离开屏幕的右侧(或底部),那么他将从他退出的同一位置进入屏幕的左(或顶部)。所以Pac-Mac的比赛实际上是在托伦的拓扑上播放!
还可以将通常在正方形或矩形板上播放的其他游戏延伸到圆环上。您的战略如何在托伦上改变Tic-Tac-toe或跳棋?
一种Klein Bottle.通过识别矩形的两个平行侧,一对在相同方向上的两个平行侧和相反方向上的另一个侧面获得。Klein Blotles也有许多令人惊讶和美妙的房产。
通过绘制上间图中间的水平线,您可以通过沿着边缘胶合两个Möbius剥离来获得Klein瓶子!我们已经看到,不可能在2维中构建没有自交叉的Möbius条带,但是三维欧几里德空间中的Möbius条带是非自相交的。类似地,在没有自交叉的情况下,不可能在3维欧几里德空间中构建克莱因瓶子,并且如果我们移动到4个维度,才能粘合所有定向边缘的所有定向边缘,没有自交叉。圆环和克莱因瓶是的2多方面没有边界,拓扑物体,使得每个点的邻域看起来像欧几里德空间,即平面。
作为一项运动,想象一下在Klein Bottle上玩Pac-Man而不是圆环!
一种 - manifold是一种拓扑空间,使得每个点的邻域看起来像 。我们通过边缘识别图所考虑的所有对象是 - 营业症。注意,歧管可以是有界或无界的,并且可以是可定向的或不可导向的。
歧管的拓扑是通过拉伸不变的物质集。
我们与众所周知的Klein Bottle Limerick结束:
一个名叫克莱林的数学家
以为Möbius循环是神圣的
他说,“如果你胶水
两个边缘
你得到一个像我一样奇怪的瓶子。“