神奇的莫比乌斯带

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  公元1858年,德国数学家莫比乌斯(Mobius,1790~1868)和约翰·李斯丁发现:把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈,具有魔术般的性质.普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),这种纸带被称为“莫比乌斯带”,又叫“麦比乌斯圈”.圆圈做成后,莫比乌斯捉了一只小甲虫,放在上面让它爬,结果,小甲虫不翻越任何边界就爬遍了圆圈的所有部分,也就是说,它的曲面只有一个. 关于莫比乌斯带的单侧性,同学们可如下直观地了解,如果给莫比乌斯带着色,色笔始终沿曲面移动,且不越过它的边界,最后可把莫比乌斯圈两面均涂上颜色,即区分不出何是正面,何是反面.
  图1:运用莫比乌斯圈原理我们可以建造立交桥和道路,避免车辆行人的拥堵.
  图3:中国科学技术馆的大厅里,有一个巨大的抽象雕塑,蓝白两色的彩灯沿着曲面不断地滚动,让人驻足观看,流连忘返,这就是参照“莫比乌斯带”设计的大型室内雕塑.
  图4:莫比乌斯圈循环往复的几何特征,蕴含着永恒、无限的意义,因此常被用于各类标志设计.微处理器厂商PowerArchitecture的商标就是一条莫比乌斯圈.
  (作者单位:江苏省南师附中江宁分校)
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