莫比乌斯环

莫比乌斯环莫比乌斯环是一种拓扑学结构，它只有一个面和一个边界。它是由德国数学家、天文学家莫比乌斯和约翰·李斯丁在1858年独立发现的。中文名 莫比乌斯环 别 名 梅比斯环或麦比乌斯带 结 构 拓扑学结构 莫比乌斯指环奇妙之处一、莫比乌斯环只存在一个面。二、如果沿着莫比乌斯环的中间剪开，将会形成一个比原来的莫比乌斯环空间大一倍的、具有正反两个面的环（在本文中将之编号为：环0），而不是形成两个莫比乌斯环或两个其它形式的环。三、如果再沿着环0的中间剪开，将会形成两个与环0空间一样的、具有正反两个面的环，且这两个环是相互套在一起的（在本文中将之编号为：环1和环2），从此以后再沿着环1和环2以及因沿着环1和环2中间剪开所生成的所有环的中间剪开，都将会形成两个与环0空间一样的、具有正反两个面的环，永无止境……且所生成的所有的环都将套在一起，永远无法分开、永远也不可能与其它的环不发生联系而独立存在。莫比乌斯环、环0和生成的所有的环的六个特征：一、莫比乌斯环是通过将正反面其中的一端反转180度与另一端对接形成的，也因此它将正反面统一为一个面，但也因此而存在了一个“拧劲”，我们在此不妨称之为“莫比乌斯环拧劲”1。二、从莫比乌斯环生成为环0需要一个“演变的裂变”过程，此“演变的裂变”过程将“莫比乌斯环拧劲”分解成了因“相通”或“相连”从而分别呈现出“螺旋弧”向下和“螺旋弧”向上两个方向“拧”的四个“拧劲”。这四个“拧劲”中的第一个和第三个的“拧劲”将正面转化为反面，而第二个和第四个的“拧劲”再将反面转化为正面，或者说是，这四个的“拧劲”中的第一个和第三个的“拧劲”将反面转化为正面，而第二个和第四个的“拧劲”再将正面转化为反面，使所生成的环0从而存在了“正反”两个面。三、从莫比乌斯环生成为环0的过程，还使环0具有了因相互转换而最终呈现为同一个方向上的、性质不同的四个“拧劲”。“演变的裂变”过程将莫比乌斯环的“莫比乌斯拧劲”分解成环0中的四个“拧劲”，“莫比乌斯拧劲”的“能”也被生成了环0中的这四个“拧劲”的“能”，但环0中的这四个“拧劲”的“能”是“莫比乌斯拧劲”的“能”2倍，新生成的1倍于“莫比乌斯拧劲”的“能”的方向与原来的“莫比乌斯拧劲”的“能”的方向相反。四、从莫比乌斯环生成为环0的过程，还使环0的空间比莫比乌斯环的空间增大了一倍。五、从环0生成环n和环n+1的过程，环0中的四个“拧劲”的“能”不会增加，但从环0的“裂变”中，每“裂变”一次会增加一个环0的空间。六、从环0生成环1和环2以及再“裂变”直至环n和环n+1后，所生成的所有的环n和环n+1都将套在一起，永远无法分开、永远也不可能与其它的环不发生联系而独立存在。从莫比乌斯环的三个奇妙之处和莫比乌斯环、环0以及生成的所有的环的六个特征，我们得到奇妙的启示：一、无论将莫比乌斯环放在宇宙时空的任何地方，我们同样也会发现莫比乌斯环之外的空间也只能是存在一个面，因此，宇宙时空的任何空间之处也只存在一个面。如果宇宙时空的任何空间之处只存在一个面，那么我们就可以认为宇宙时空中的任何一点与其它的点都是相通的，即整个宇宙时空是相通的，任何一点都是宇宙的中心，也是宇宙的边缘，宇宙时空中的任何物质也都是一样，也都处于宇宙的中心，也都处于宇宙的边缘。二：宇宙时空中的任何一个点都可以通过“裂变”的方式无中生有2地生成一个对立的阴阳两性。无论生成的这一个对立的阴阳两性是否需要载体呈现出来，通过“裂变”的方式，无中生有地、生成的一个对立的阴阳两性，都需要一个比原来的空间大一倍的空间，来体现这生成的、一个对立的阴阳两性。三： 只要存在“裂变”就会使原来的莫比乌斯环不再以“本来面目”存在，或者说，原来的莫比乌斯环已经不存在了。从无中生有的、生成的、具有一个对立的、阴阳两性的环0“复原”成原来的莫比乌斯环，则需要化解一个对立的阴阳两性的面。四、从莫比乌斯环生成为环0的过程，还使环0具有了因相互转换而最终呈现为同一个方向上的、性质不同的四个“拧劲”。我们得知，任何一个肯定应该是一个具有同一个方向上的、有缺口的或说成是非绝对的否定之否定之否定之否定的矢量（有一定方向的否定）过程。五、从环0生成环1和环2以及再“裂变”直至环n和环n+1后，所生成的所有的环n和环n+1都将套在一起，永远无法分开、永远也不可能与其它的环不发生联系而独立存在。这说明宇宙万物之间存在普遍联系的法则，而且任何一点或一个事物都与其他所有的宇宙万物相通相连，是不可分割的、不可遗漏的。六、宇宙万物从最终起源上来讲是没有任何差异的，均起源于只有一个面的空间或者说没有任何面的状态。因此也可以说宇宙万物都是从无中生有中而来，只不过是在演变的过程中呈现出差异而已。七、在莫比乌斯环生成为环0的“裂变”过程中，无中生有的增加生成原有“拧劲”中的1倍的新的能量，也就是说在新产生的一对阴阳两性关系体的过程中的“裂变”不遵循“能量守恒原则”；而之后的所有的宇宙万物的再“裂变”只能使宇宙的时空增大，不再生成新的能量，而且在“裂变”中必然遵循“能量守恒原则”。八、宇宙时空中的任何一个点都可以通过无中生有的方式第一次生成阴阳两性，然后再分别以刚生成的阴阳两性为基础生成第一次的阴阳两性的两个物质，第二次、第三次……直至永无穷尽。莫比乌斯指环证明方法公元1858年，莫比乌斯发现：把一个扭转180°后再两头粘接起来的纸条，具有魔术般的性质。　因为，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），一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘！我们把这种由莫比乌斯发现的神奇的单面纸带，称为“莫比乌斯带”。拿一张白的长纸条，把一面涂成黑色，然后把其中一端翻一个身，如同上页图那样粘成一个莫比乌斯带。现在像图中那样用剪刀沿纸带的中央把它剪开。你就会惊奇地发现，纸带不仅没有一分为二，反而像图中那样剪出一个两倍长的纸圈！有趣的是：新得到的这个较长的纸圈，本身却是一个双侧曲面，它的两条边界自身虽不打结，但却相互套在一起！为了让读者直观地看到这一不太容易想象出来的事实，我们可以把上述纸圈，再一次沿中线剪开，这回可真的一分为二了！得到的是两条互相套着的纸圈，而原先的两条边界，则分别包含于两条纸圈之中，只是每条纸圈本身并不打结罢了。莫比乌斯带还有更为奇异的特性。一些在平面上无法解决的问题，却不可思议地在莫比乌斯带上获得了解决！比如在普通空间无法实现的“手套易位问题：人左右两手的手套虽然极为相像，但却有着本质的不同。我们不可能把左手的手套贴切地戴到右手上去；也不能把右手的手套贴切地戴到左手上来。无论你怎么扭来转去，左手套永远是左手套，右手套也永远是右手套！不过，倘若自你把它搬到莫比乌斯带上来，那么解决起来就易如反掌了。”在自然界有许多物体也类似于手套那样，它们本身具备完全相像的对称部分，但一个是左手系的，另一个是右手系的，它们之间有着极大的不同。“莫比乌斯带”在生活和生产中已经有了一些用途。例如，用皮带传送的动力机械的皮带就可以做成“莫比乌斯带”状，这样皮带就不会只磨损一面了。如果把录音机的磁带做成“莫比乌斯带”状，就不存在正反两面的问题了，磁带就只有一个面了。莫比乌斯带是一种拓扑图形,什么是拓扑呢？拓扑所研究的是几何图形的一些性质，它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变，只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点，又不产生新点。换句话说，这种变换的条件是：在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系，并且邻近的点还是邻近的点。这样的变换叫做拓扑变换。拓扑有一个形象说法——橡皮几何学。因为如果图形都是用橡皮做成的，就能把许多图形进行拓扑变换。例如一个橡皮圈能变形成一个圆圈或一个方圈。但是一个橡皮圈不能由拓扑变换成为一个阿拉伯数字8。因为不把圈上的两个点重合在一起，圈就不会变成8,“莫比乌斯带”正好满足了上述要求。

莫比乌斯环是一种拓扑学结构，它只有一个面和一个边界，可以用一根纸条扭转成180度后，两头再粘接起来，就形成了莫比乌斯环，它是将正反面统一为一个面。如果沿着莫比乌斯环的中间剪开，将会形成一个比原来的莫比乌斯环空间大一倍的环，如果再沿着这个环的中间剪开，将会形成两个一样的，并具有正反两个面的环，而且这两个环是相互套在一起的。莫比乌斯环沿着中线剪开，第一次，可以得到一个更大的环；第二次及以后，每次都会得到两个互相嵌套的环，中间永远不会断开，这也是莫比乌斯环的神奇之处。平常的应用也很多，如游乐园的过山车；莫比乌斯环也是一种死循环方式，不管你从莫比乌斯环的哪个点出发，走了一会后你会发现又回到了原点，所以说莫比乌斯环也是很恐怖的，永远的往返，无限，原地踏步。

　　1、哲学上的意义：沿中线剪开，第一次，得到一个更大的环；第二次及以以后，每次得到两个互相嵌套的环。即世界是普遍联系的。 　　2、数学意义：传统的三维世界里，所有的维度都是直线式的，但如果将旋转视为一种纬度，则相对容易对莫比乌斯带进行解释。 　　3、从莫比乌斯带的结构来看，它包含了一个水平360度旋转的维度，同时包含了一个垂直方向上360度旋转的维度，加上带子本身的平面（x,y）维度，莫比乌斯带总共是四个维度。 　　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。

莫比乌斯环的人生意义是象征无尽的爱。莫比乌斯环只有一个面和一个边界，环的两侧就像是两个独立个体的人，无论从那个点出发，最终都是会回到起点，并且经过环的两面。就像是起点也是你，终点也是你，无穷无尽，也代表着爱情的永恒。从哲学上来说，莫比乌斯环的两个面是同一个面，在表面中线上任意选取一个点剪开，第一次剪开的莫比乌斯环会比未剪开的莫比乌斯环要大，相互之间可以套入，即世界都是普遍联系的。不论从哪个点出发，最终都可以和你相遇，这代表着爱情的永恒。莫比乌斯环来源在小说《Y先生的结局》里曾经出现过莫比乌斯环，这种环是由纸条扭转一百八十度，然后将两端连接起来所构成的，它只有一面连续的曲面，它的起点与终点是重合的。这样的性质听起来很不可思议，但是可以拿出一枝彩色笔，从环上的某一点出发，沿着环面一直画下去，但是请不要离开环面，最后，彩色笔又回到了原本的起点。人生，就好比一个莫比乌斯环，从起点出发，经历了高低起伏、明亮阴暗、反转变化、扭曲波折之后，终点又回到起点。周而复始循环往复，谁也逃不出轮回。

是一种拓扑学结构，它只有一个面（表面），和一个边界。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），一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。这种纸带被称为“莫比乌斯带”（也就是说，它的曲面只有一个）。原理：三维空间中可以做到二维的图形，使之在二维情形下沿一个方向走可走遍该图形（想象一个平面生物，有这个带子这么宽，它是只能分辨出二维的，那他只能感知平面的东西，分不出高度和空间）。其他维度下也有，例如一个圆，在一维情形下也可看作是一个类似于莫比乌斯带的东西（在一维条件下，沿一个方向走，绕圆周一圈）。类似的，一个只存在于想象中的四维的克莱因瓶也在三维空间中是这样的。莫比乌斯环给人们的启示无论将莫比乌斯环放在宇宙时空的任何地方，我们同样也会发现莫比乌斯环之外的空间也只能是存在一个面，因此，宇宙时空的任何空间之处也只存在一个面。如果宇宙时空的任何空间之处只存在一个面，那么我们就可以认为宇宙时空中的任何一点与其它的点都是相通的，即整个宇宙时空是相通的，任何一点都是宇宙的中心，也是宇宙的边缘，宇宙时空中的任何物质也都是一样，也都处于宇宙的中心，也都处于宇宙的边缘。

这是一种特别的结构，只有一个面，而且也有一个边界。因为这样的结构能够无限的环绕，而且找不到尽头。

莫比乌斯环的意义在于其独特的几何性质和哲学内涵。从数学角度来看，莫比乌斯环是一个单侧、不可定向的曲面，只有一个面和一个边界。无论从哪个点出发，沿着环的边界，都可以经过环的每个点，最后回到原点。这体现了无限、永恒、循环等概念。从哲学角度来看，莫比乌斯环的无限循环性质可以象征着宇宙的无限循环和生命的无限可能，也可以象征着人类对自然和宇宙的探索和认识。此外，莫比乌斯环也被应用在各种艺术和设计领域，如手镯、建筑、雕塑等，表达了永恒、无限、循环等主题和意象。

要想知道莫比乌斯环在现实世界当中，都有哪些应用，就要先了解什么是莫比乌斯环。莫比乌斯环看起来只是个几何模型，但这个怪圈却有着丰富的逻辑内涵，它与自然﹑人类﹑科学﹑艺术等有深刻联系。莫比乌斯环是个较长纸圈，本身却是一个双侧曲面，两条边界本身虽不打结，但却能相互套在一起。如果用剪刀中央把它剪开，纸带不但不会一分为二，反倒能剪出两个环套环的双侧曲面。这种奇异的特性让莫比乌斯环在一些平面上无法解决的问题上，却能大有建树。由于莫比乌斯环这种独特的概念，在生活中被广泛地应用到了建筑工业艺术和生产中。例如，我们经常看到车站、工厂的传送带，常用结构会有个缺点，也就是传送带单面会有较多磨损。不过，倘若你把它搬到莫比乌斯带上来，那么这个问题解决起来就非常容易了。于是，有人将传送带做成莫比乌斯带的形状，这样皮带可磨损面积就在增大，使应用力分布到两面，有效减缓橡胶老化，统计下来可延长使用周期一倍之多。计算机打印机色带也有莫比乌斯环结构的功劳。生活中常见的录音机也是一个道理，将把录音机磁带做成莫比乌斯环状，就不存在需要区分正反两面，让磁带就只有一个面，这样就可以顺利嵌入三维空间。运用莫比乌斯带原理我们可以建造出立交桥和道路，避免车辆行人的拥堵。许多游乐园中的过山车也是运用莫比乌斯带特性，来让过山车在轨道两面通过。丹麦建筑师事务所的设计作品，名为哈萨克斯坦新国家图书馆。其整个建筑呈向内循环的螺旋流线造型，分外简约雅致。

莫比乌斯环的恐怖意义在于，它是一种死循环方式。首先最基本的就是莫比乌斯环代表着循环往复没有尽头，就像是《恐怖邮轮》中的场景一样，如果总让一个人在莫比乌斯环上行走，那么他看到的日复一日都是一样的景象，并且永远也走不到终点。在数学中，莫比乌斯环就可以看作是一个有限的面，如果正面为绿色，反面为红色，那么将面的一头旋转一圈后和另一头连接在一起时，就会形成一个绿色和红色相通的和谐曲面。莫比乌斯环最初是由德国的一位著名数学家莫比乌斯和约翰·利斯丁发现的，当时还是1858年，人们看到这个神奇的双面联通的环时感到非常的震惊，其实它的原理和克莱因瓶有非常大的相似之处。

第1点莫比乌斯指环其实指的就是一种特殊的一个意义，第2点的主要的含义就是象征一种特殊的这种环境，带给我们不一样的这种色彩，第3点也能够感觉更多的精彩和个性。

莫比乌斯环是一种拓扑学结构，它只有一个面和一个边界。莫比乌斯带由德国数学家莫比乌斯(Mobius，1790~1868)和约翰·李斯丁于1858年发现。就是把一根纸条扭转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)，一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。这种纸带被称为"莫比乌斯带"(也就是说，它的曲面从两个减少到只有一个)。作为一种典型的拓扑图形，莫比乌斯带引起了许多科学家的研究兴趣，并在生活和生产中有了一些应用。例如，动力机械的皮带就可以做成"莫比乌斯带"状，这样皮带就不会只磨损一面了。此外，莫比乌斯带也是艺术家眼中的经典造型。科学家认为，当具有可展表面(developable surface)的莫比乌斯带被折成之后，它要尽力达到具有最小弹性能量的状态。从20世纪30年代开始，一个关于莫比乌斯带的力学问题就始终困扰着科学家，即如何预测它的三维空间结构。在新的研究中，来自英国伦敦大学学院的非线性动力学家Gert van der Heijden和Eugene Starostin利用一组20年未发表的数学方程，解开了这一长达75年的难题。拓扑变换：莫比乌斯带是一种拓展图形，它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变，只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点，又不产生新点。换句话说，这种变换的条件是:在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系，并且邻近的点还是邻近的点。这样的变换叫做拓扑变换。拓扑有一个形象说法，橡皮几何学。因为如果图形都是用橡皮做成的，就能把许多图形进行拓扑变换。例如一个橡皮圈能变形成一个圆圈或一个方圈。但是一个橡皮圈不能由拓扑变换成为一个阿拉伯数字8。因为不把圈上的两个点重合在一起，圈就不会变成8，"莫比乌斯带"正好满足了上述要求。