“克萊因瓶”的原理是什麼?人進入克萊因瓶再出來會怎樣?

“克萊因瓶”的原理是什麼?人進入克萊因瓶再出來會怎樣?

人是無法進入到克萊因瓶中的,我們在日常生活中見到的那個克萊因瓶模型。它只是一種示意,是為了在三維空間中得以順利表達而做出的妥協之舉。

“克萊因瓶”的原理是什麼?人進入克萊因瓶再出來會怎樣?

克萊因瓶 在數學領域中,克萊因瓶(Klein bottle)是指一種無定向性的平面,比如2維平面,就沒有“內部”和“外部”之分。克萊因瓶最初的概念提出是由德國數學家菲利克斯·克萊因提出的。在1882年,著名數學家菲立克斯·克萊因 (Felix Klein) 發現了後來以他的名字命名的著名“瓶子”。這是一個像球面那樣封閉的(也就是說沒有邊)曲面,但是它卻只有一個面。克萊因瓶就像是一個瓶子。但是它沒有瓶底,它的瓶頸被拉長,然後似乎是穿過了瓶壁,最後瓶頸和瓶底圈連在了一起。如果瓶頸不穿過瓶壁而從另一邊和瓶底圈相連的話,我們就會得到一個輪胎面(即環面)。

“克萊因瓶”的原理是什麼?人進入克萊因瓶再出來會怎樣?

克萊因瓶與莫比烏斯環都有相同的特點,就是隻有一個面,只有一個曲面,但是若想看見克萊因瓶的神奇之處,必須得在4維空間中,但關於維度的概念僅存在於數學中,是否在現實宇宙中也存在多維空間,目前還不知曉,所以,人又如何進的了真正的克萊因瓶中呢?

莫比烏斯環製作很簡單把一張紙條一頭擰半圈和另一頭粘在一起。這樣如果有人在上邊跑步,不用跨過任何邊界就可以跑完整個面。克萊因瓶其實是相同的道理。

“克萊因瓶”的原理是什麼?人進入克萊因瓶再出來會怎樣?

一般它們兩個代表著的是時空可以彎曲成的一種特殊形狀,代表著時空穿梭。如果把四維時空彎曲成克萊因瓶的形狀,你21世紀從出發點出發走過一圈再次回到起點,可能還是21世紀。如果僅僅是表象的意思,進入克萊因瓶就是在有限的空間裡無限的迴圈出不來了。

克萊因瓶目前也只是從數學上的能夠描述,人類目前還無法想象它在四維空間存在的樣子,現在所看到的所有模型,都只是推斷它在三維世界中投影的樣子,畫成相交的樣子,真正的克萊因瓶沒有內外之分。

“克萊因瓶”的原理是什麼?人進入克萊因瓶再出來會怎樣?

在四維空間中,克萊因瓶的頸部可以透過另外一個維度與底部進行相連,而非穿過我們在三維空間中所認為的瓶身。由於沒有內部和外部之分,我們可以直接從另外一個維度進出克萊因瓶,而無需穿過瓶子的表面。

對於這樣的現象可以用如下的例子來類比一下:在一個二維平面上有一個閉合圖形,在其內部有一個二維生物。如果該二維生物可以進入三維空間,那他可以經由另外一個維度直接從閉合圖形的內部穿越到外部。