如何将一个圆球的内表面翻转成为外表面?
硝化咸鱼2015/07/22数学 IP:上海
假定现有一球,它由抽象的弹性材料制成,可以拉伸、弯曲、穿越自身,但是如果撕裂或者刺穿该材料,或者被(像折纸一样)折叠,或者剧烈弯曲,那么它就会损坏。
问题是:在不损坏这个球的前提下,能否将这个球的里面,完全翻到外面来?


答案是可以的,过程及原理请看下面的视频:


视频点这里
来自:数理化 / 数学
16
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~~空空如也
石峻峰
8年9个月前 IP:四川
780627
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硝化咸鱼作者
8年9个月前 IP:上海
780630
引用 石峻峰:
403 Forbidden
现在应当可以了
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rudolf
8年9个月前 IP:山东
780702
神奇的拓扑学。
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20!Dopaminor
8年9个月前 IP:广东
780703
微博那人真是你啊
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wangrui555
8年9个月前 IP:浙江
780785
我是没看懂,穿越自身是什么意思?如果能穿越自身,那就不是现实的球体了。
我觉得视频里最后一句说的有问题,他说球体是可以把里面完全翻出来的,但环形不行。但事实上正好相反才是啊。
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CES747MAYDAY
8年9个月前 IP:上海
780798
引用 wangrui555:
我是没看懂,穿越自身是什么意思?如果能穿越自身,那就不是现实的球体了。
我觉得视频里最后一句说的有问题,他说球体是可以把里面完全翻出来的,但环形不行。但事实上正好相反才是啊。
表示我轻松看懂
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硝化咸鱼作者
8年9个月前 IP:上海
780836
引用 wangrui555:
我是没看懂,穿越自身是什么意思?如果能穿越自身,那就不是现实的球体了。
我觉得视频里最后一句说的有问题,他说球体是可以把里面完全翻出来的,但环形不行。但事实上正好相反才是啊。
你没有认真看视频。
首先,第一个问题,在视频开头就说过了,现实中的普通材料比如篮球是不可以这样做的,所有的后面的论证,都是基于“允许自交”这个前提的存在而实现的。

至于有什么卵用的问题,理科是不管的。理科只需要探索和发现这个世界的规律,至于如何实现,留给工科和后人去解决。数学是一切科学技术的基石,它是工具,是不会骗人的。当科学研究进入无法观察的领域时(比如这个视频中提到的目前并不存在的“允许自交的材料”,或者高维空间的研究),只有数学是唯一可信赖的手段。



其次,第二个问题,圆圈画成环,是将二维的圆在理论上加宽、上色,为了方便让你能够区分出不同的两边而已。其本质仍然是一个“二维”的圆,无法对“墙”进行三维的“翻转”操作,因为在实际上这个墙是不存在的。
在视频的7分钟左右,就已经通过“turning number”这个概念,来证明了一个二维的圆形是不可以翻转的。而一个球体,无论内外朝外,其“turning number”总是为1,这就证明了通过某种方式,在不破坏球的表面的情况下,是可以将其内外翻转的。


实际上,你这两句话,都说明了你并没有看懂作者给你说的内容,多看几遍吧,再不行去问问你的数学老师。
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正丰开来
8年9个月前 IP:广西
780866
好抽象的学问。。。
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法式油炸薯条
8年9个月前 IP:甘肃
780875
能穿越自身的话,很容易就能翻过来吧
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正丰开来
8年9个月前 IP:广西
780890
给自己设定的条件根本就不存在,所以这命题不成立,要么我给自己设计一个可以穿越自己的条件就行了
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laji3865689
8年9个月前 IP:广东
780946
引用 正丰开来:
给自己设定的条件根本就不存在,所以这命题不成立,要么我给自己设计一个可以穿越自己的条件就行了
设定的条件里提到一种“能自交、能扭曲、没有厚度、曲率半径不能趋向无限小”的材料。
这样的材料确实不存在,但在这里不需要证明它存在,只需要证明“这种材料的球体能外翻”,因为这种材料本来就是假设前提——既然我能证明它存在,何必假设?

至于说这样的论证有什么卵用:它只是某条链上的一个环,这条链把许多看起来不相关的事物联系起来,构成一张网,然后人们可以在这张网上蹦跶。
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硝化咸鱼作者
8年9个月前 IP:上海
781011
引用 正丰开来:
给自己设定的条件根本就不存在,所以这命题不成立,要么我给自己设计一个可以穿越自己的条件就行了
三维空间中的(伪)二维平面就可以进行视频中的类似操作,例如iPad上显示一个圆环,你的手指只能在屏幕这一二维平面上操作。同理,四维空间中的三维空间,也可能存在类似的操作,凭什么说这样的条件不存在? 往小了说,分子结构也有存在可以穿过自身的可能,“给定的条件不存在”如何证明?搞科学研究难道还信奉唯心主义的那一套“看不见就不存在”的理论?


这并不是因为闲的蛋疼而意淫出一个球扭来扭去,而是拓扑学研究的空间连续变化下不变的性质。数学是一切科学技术的基石,是不需要问“为什么去研究这件看起来没卵用的事情”这一问题的。


理科的目的在于探索发现这个世界的规律,而发现的规律如何应用,留给工科去解决。这些你看起来没卵用的结论在你每天吃饭睡觉打豆豆的日常生活里头似乎从来看不见,但是并不代表就不需要去研究了。






以下内容转自知乎:
---------------------------------------------------------------------------
1854年,黎曼提出了黎曼几何的初步设想。
1905年,爱因斯坦发表狭义相对论。
1912年,罗伯特·哥达德于开始研究火箭。
1916年,爱因斯坦发表广义相对论,其中使用黎曼几何作为核心数学工具。
1957年,第一枚人造卫星Sputnik 1发射成功。
1959年,第一种卫星定位系统Transit开始研发。1960年测试成功。
1967年,Timation卫星系统将原子钟带上太空。
1973年,美国决定研发全球卫星定位系统。
  1978年,第一颗GPS卫星发射成功。


在研发GPS卫星时,学者发现,根据爱因斯坦于1905年发表的狭义相对论,由于运动速度的关系,卫星上的原子钟每一天会比地面上的原子钟慢7微秒,而根据1916年发表的广义相对论,由于在重力场中不同位置的关系,卫星上的原子钟会比地面上的原子钟每天快45微秒。两者综合,GPS卫星上的原子钟每天会比地面快38微秒。由于GPS依靠间隔时间为20-30纳秒的时钟脉冲信号进行计算和定位,如果不对时间进行校准,定位位置将发生漂移。每天漂移距离约为10公里。
没有相对论,就没有全球卫星定位系统。
那么站在1905年或1916年,人们能够想象相对论有什么用吗?站在1854年,人们恐怕也无法想象黎曼几何能有什么应用。
即便在1978年的时候,美国研发GPS的目的也不过是为了给自己的导弹、核潜艇等进行定位。1983年大韩航空007航班误入苏联领空被击落。美国总统里根宣布GPS将向民众开放,以防止类似悲剧再次发生。1989年第一颗新一代的GPS卫星发射,1994年24颗GPS卫星全部入轨。我们今天开车必备的卫星导航,在1905年的时候连科幻小说作家都想象不出来。


当我们今天对着手机说:“帮我找一家附近评价最高的川菜馆”的时候,这背后牵扯多少纯理论呢?
微积分
黎曼几何
复变函数
概率论
相对论
电学
光学
有机化学
无机化学
……

每一样理论,在其诞生之时,恐怕都想不到其对今日日常生活的作用。
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20!Dopaminor
8年9个月前 IP:广东
781052
引用 硝化咸鱼:
三维空间中的(伪)二维平面就可以进行视频中的类似操作,例如iPad上显示一个圆环,你的手指只能在屏幕这一二维平面上操作。同理,四维空间中的三维空间,也可能存在类似的操作,凭什么说这样的条件不存在? 往小了说,分子结构也有存在可以穿过自身的可...
觉得数学没用的都是不好好上课的,不要被他们歪楼了。
稍微理解一点点人,自然就看到入迷了。理论太赞。
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兰若,公主魂
8年9个月前 IP:浙江
784859
平行空间可以办到吧。。
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一年一度
8年8个月前 IP:北京
786945
好6
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