倍可親

無限永恆的麥比烏斯圈 讓我們展開想象的翅膀

作者:三Y老豆  於 2013-1-11 15:05 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

作者分類:孩子教育|通用分類:流水日記|已有33評論

關鍵詞:, 永恆

      新年度假七八天剛回來,進村一看,新年至今未看的博文已有七八頁了,粗略掃了一眼前面的博文,看到了白露的死循環:讀《百年孤獨》和《生死疲勞》有感一文,讀到白露為霜註:經過大量研究考證白露終於搞清楚兩書的來龍去脈,原來它們同出一源……」,再看到文後貼了荷蘭藝術家的幾張畫,咱也就有了讀後感:馬爾克斯及莫言這兩本書中所採用的遞歸結構的寫作技巧手法,原來它們同出一源:麥比烏斯怪圈

    「麥比烏斯圈簡單來說就是把一個長方形紙條一端的A,與扭轉半周后的另一端B粘合在一起 ,就得到了白露所說的死循圈,如果用一支筆在圈內的一面上不停地向前划線,這條線就會不間斷地又不需翻面而劃過這張紙條的兩個面,這就是數學界里最著名的麥比烏斯圈」(Möbius strip, Möbius band)。它因德國數學家,天文學家 A.F.麥比烏斯(August Ferdinand Möbius, 1790-1868)發現而得名。

      自從麥比烏斯圈問世后,很多文學家藝術家就從這神奇的圈中獲得了文學寫作上、繪畫技法上的創作靈感,如荷蘭畫家埃舍爾(Maurits Cornelis Escher),就是一位在繪畫中運用麥比烏斯圈原理,在二維平面中展現了最為神奇而充滿著無限矛盾空間的著名藝術家。

      1882年,另一位德國數學家費力克斯克萊茵Felix Klein18491925),在麥比烏斯圈的基礎上,從三維空間中找到了一種自我封閉、沒有內部外部之分的數學瓶,即一個瓶子底部有一個洞,將延長的瓶子頸部扭曲地插入瓶子內部,然後和底部的口子相連接。這個怪瓶就是克萊因瓶(Klein bottle)。這是另一個話題了。   

把一個長方形紙條一端的A,與扭轉半周后的另一端B粘合在一起 ,就得到了數學界里最著名的麥比烏斯圈

當將一個中間畫了一條線的麥比烏斯圈沿線剪開后,按常識這個圈會一分為二,理應得到兩個圈兒。但實際的結果是,剪開后竟是一個大圈。

再從這大圈中線處剪開, 則形成了扣在一起的兩個大小相同的圈.

如果用線條把紙條分成三等分,再粘成麥比烏斯,用剪刀沿畫線剪開,剪刀繞兩個圈后竟然又回到原出發點,猜一猜,剪開后的結果是什麼,是一個大圈?還是三個圈兒?

剪開后的結果會是什麼樣呢?你會驚奇地發現,紙帶不是一分為二,而是一大一小的相扣環。如果再在剪開的環圈紙條中線上繼續剪下去,會有什麼樣的結果呢?

一些在現實中上無法解決的問題,卻不可思議地在麥比烏斯圈上獲得了解決。例如:如果你用筆在麥比烏斯圈上划路徑而行,你將發現筆頭不只是在同一個面上走,走來走去始終都是走在兩個面上。

      再比如, 在普通空間無法實現的手套易位問題:人左右兩手的手套雖然極為相像,但卻有著本質的不同。我們不可能把左手的手套貼切地戴到右手上去;也不能把右手的手套貼切地戴到左手上來。無論你怎麼扭來轉去,左手套永遠是左手套,右手套也永遠是右手套。不過,倘若你把它搬到麥比烏斯圈上來,那麼解決起來就易如反掌了。

    「手套移位問題訴我們:現實社會生活中相互對立的現象,可以通過扭曲來實現轉換,讓本是一正一反互不相見的兩面,通過麥比烏斯圈式的扭曲,合二為一,每一面中互有對方,周而始復,無限永恆。

      一個看似很簡單的麥比烏斯圈,其實揭示了生命中一些很迷茫但又合乎邏輯的現象,從某種意義上來說,我們生活的這個社會,何嘗又不是一個麥比烏斯圈呢。

 

《互繪的雙手》

    贏得1980普利策獎的《GodelEscherBach :一條永恆的金帶》一書的作者道格拉斯R霍夫施塔特,細心的發現了埃舍爾繪畫作品中「藝術與信息科學、人工智慧的關係」,埃舍爾表現的一個核心概念是自我複製----這被許多人認為已經逼近了大腦知覺這個難題的核心,並且至今計算機還不具備成功地模仿人類大腦處理信息能力。埃舍爾的《互繪的雙手》用「矛盾」的方法表現了這個思想。雙手互繪對方,互繪的方式就是意識思考和構建自己的方式,神奇的是,在這裡自我和自我複製是連結在一起的,也是相互同等的。為此,GOOGLE在他生日617日的時候,特意以他《互繪的雙手》製作了GOOGLE LOGO來紀念他。

Ascending and Descending---升序和降序

這是一個在現實生活中不可能建設成的、永無止境的樓梯。是埃舍爾利用透視錯覺創作的「樓梯」作品中最著名的代表作。這些樓頂上的人彷彿不知疲倦地永遠在上樓下樓,但是始終踏不出所在樓房而只是在原地打轉,從而形成了違背正確直覺觀的悖論。

 

Concave and Convex---凹面和凸面

通常,我們對事物的理解取決於我們所看到的角度,在「凹凸」里,埃舍爾創造了一個矛盾的世界,凹面和凸面的不斷變化,產生了模糊和混亂的思想。畫中的房子彼此靠近,屋頂既是內部的天花又是室外的地面,房子的屋頂、牆面、樓梯、窗戶,房子的外部、內部,上與下,平面與立體全交叉在一起,視覺造成的模糊性實際上是由嚴謹的結構而構成。

 

Relativity---相對論

此圖為埃舍爾著名的「彭羅斯樓梯」力作,三個空間彼此垂直獨立而又相互關聯,生活在不同樓層的每個人,無論是從水平或是垂直方向看對方,都會因角度不同,而會有不同的看法。然而,他們卻可能共享使用相同的樓梯,儘管他們生活在不同的世界,或許還不知道對方的存在。

 

Belvedere---麗城

一個少年坐在長椅上,手裡正拿著一個荒謬的立方體。他凝視著這個不可理解的物體,似乎遺忘了他背後的瞭望塔,而這瞭望塔同樣也是一個在三維世界中不可能實現的建築。建築物的柱子前後交錯,有兩個人正在向上爬,雖然他們到達了最上層的空間里,可是又不得不重新進入到這個建築中,成為「牢中的囚徒」。

 

Waterfall---瀑布

依據彭羅斯的三角原理,將整齊的立方物體堆砌在建築物上。這是埃舍爾最為非凡的又不可能實現的建築作品。幻想的基礎是不可能的三角形和不可能的樓梯。當你看這幅畫中建築的每一個部分時,找不出任何錯誤,但是將這幅畫作為一個整體來看時,你就會發現一個問題,瀑布的水是在從左往右向下流動的。可是瀑布源頭卻是明明的向下飛瀉,並且還衝擊著一個水磨讓其轉動。有時侯,錯覺往往使自相矛盾的事情看起來似乎很合理。

 

《循環》

在右邊拐角的頂端是一個快樂的年輕人正衝出自己的房子。當他衝下樓梯時他失去了自己的特性,而成為一個個由平面、灰色、白色和黑色相交織的混合形狀。這些混合形狀再漸漸朝左朝上漸變,成為了菱形的立方體,這個立方體再一直連接到從這個男孩出現的地方。從三維人型到二維再重回三維,從而形成了某種周期性的循環。

 

《蜥蜴》

蜥蜴雖逃離了二維平面的束縛爬到了桌面,但最終逃離不了回歸二維平面圖案的宿命。

 

名為「另一空間」的世界,仍然是亦真亦幻的循環

他也擅長畫能夠無縫拼合起來的四方連續形體。

埃舍爾的作品乍看起來沒有什麼奇怪的地方,但靜心細看,會發現當中蘊藏的幻覺情景與真實世界相比較時, 往往會產生迷惑, 但又非常地引人入勝。

 

 

 

 

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發表評論 評論 (33 個評論)

回復 ahsungzee 2013-1-11 15:19
漂亮、奇幻、永恆!~
回復 三Y老豆 2013-1-11 15:20
ahsungzee: 漂亮、奇幻、永恆!~
謝謝!
晚安!
回復 8288 2013-1-11 17:30
好大的想象空間專騙人類眼晴滴
回復 yulinw 2013-1-11 21:12
   太有意思了~·
回復 fanlaifuqu 2013-1-11 21:53
非常有趣!尤其小Y和你都參與了!
回復 專治蛋疼2 2013-1-11 22:01
謝謝科普貼
回復 xqw63 2013-1-11 22:38
做夢一般
回復 白露為霜 2013-1-11 23:04
這是我見的最好的評論了。謝謝!馬爾克斯,不知道是否是有意識的,把文學同數學聯繫在一起。成就了一代名著。中國古代也有夢中有夢的故事,有三層之多,我已經忘記名字了。
剛剛買了本ESCHER的日曆,準備好好研究一番。

看過電影 Inception 嗎?這也是一個有很多原創IDEA的故事。
回復 活水湧泉 2013-1-11 23:26
看得我頭暈~~
回復 真言 2013-1-12 00:00
三大構成博主一定不陌生啊。這些基礎課讓人流連忘返。
回復 白露為霜 2013-1-12 00:34
'原來它們同出一源:「麥比烏斯怪圈」。'

這就涉及到一個先有數學還是先有文學的問題。
回復 qazwsxqaz 2013-1-12 01:52
有趣,但看的發暈!
回復 leahzhang 2013-1-12 03:02
   interesting!
回復 tangremax 2013-1-12 07:19
有沒有哲學意味?
回復 三Y老豆 2013-1-12 09:33
8288: 好大的想象空間專騙人類眼晴滴
編輯用你這句話編成了題目
回復 三Y老豆 2013-1-12 09:36
yulinw:    太有意思了~·
在錯覺與幻覺中遊盪
回復 三Y老豆 2013-1-12 09:36
fanlaifuqu: 非常有趣!尤其小Y和你都參與了!
讓孩子試著參與意料之外的體驗,感受些奇妙的錯覺世界。
回復 三Y老豆 2013-1-12 09:37
專治蛋疼2: 謝謝科普貼
謝謝光臨!
回復 三Y老豆 2013-1-12 09:56
xqw63: 做夢一般
三妻四倿夢
回復 三Y老豆 2013-1-12 09:58
白露為霜: 這是我見的最好的評論了。謝謝!馬爾克斯,不知道是否是有意識的,把文學同數學聯繫在一起。成就了一代名著。中國古代也有夢中有夢的故事,有三層之多,我已經忘 ...
看了你的博文很受啟發,想到我很喜歡的畫家埃舍爾,原本在你文後寫幾句,寫著寫著就把感想變成了一篇博文,也沒來得及在你那兒留言。
兩年前看的Inception ,看的是IMAX三維版本的,中文翻譯為「盜夢空間」,這是電影中運用「麥比烏斯圈」里的「彭羅斯樓梯」效應創造出不可能的夢境較為成功的例子。
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