科学家如何从平面中变出曲线

科学家如何从平面中变出曲线
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试着给一个足球包礼物,你很快就会遇到几何学上的鸿沟:纸张天生平坦,而球体则天然具有曲面。

“最开始的一小块似乎还能对上,但随着你把纸包起来,褶皱会变得越来越大,”宾夕法尼亚大学物理学家 Toen Castle这样说道。

马鞍具有凹曲面,包起来同样困难,只不过原因恰恰相反。“马鞍的面积比纸大,”Castle说。

足球、马鞍与纸张之间的不匹配,源于它们的“内蕴”曲率。这是数学家数百年来所知的一种曲面属性,无论怎样折叠都无法改变。科学家一直在寻求跨越这一鸿沟的桥梁——一种系统地赋予平面曲率的方法。他们表示,这可能彻底改变三维结构的设计与组装,并有助于拓展几何学的一项重要定理。

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作者:Natalie Wolchover是Quanta Magazine的专职撰稿人,负责报道物理科学。

图片:2012年2月14日,慕尼黑一栋名为“巴伐利亚经济之家”(Haus der Bayrischen Wirtschaft)的建筑内,一座形似蜗牛的楼梯映入画面。路透社/Michaela Rehle。

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