3.12.2009

2.變成(用線造形)






















3.拓樸學概念玩紙

拓樸 (topology) 在研究一種抽象轉換的關係,不管是函數、實數集合、或是普通離散物品的集合,拓樸的轉換都可以應用在上面。等價(equivalent),就是說一件物品,在壓縮扭曲拉開等各種變化之後,就可以變成另外一件東西的形狀,但是轉換的過程中,沒有「打斷」物品上面任何一個地方,所以是等價的轉換。
左圖有三列,每一列有三件物品,雖然這三件物品看起來外觀形狀都不相同,但是在拓樸學家的眼裡,這三件物品是等價的。所以第二列來看,在拓樸學家眼中,一個甜甜圈、有把手的茶杯、和捲筒,是等價的!

小時候都玩過黏土,拓樸學,就是在探討玩黏土的規則。
拓樸學中,有所謂的拓樸不變,意思是:一塊黏土,在不切斷、不黏起的情形下,任意變形。我們說在此種情形下,拓樸不變。而只要A可以在拓樸不變的情況下,捏成B,我們就說他們拓樸等價。

為什麼我們要在這裡談這些?因為廣義相對論要談的是四維時空,而且不一定是平坦的,而是可以彎曲的。
例如桌面是平直的二維空間,球面卻是彎曲的二維空間。而廣義相對論,要探討四維彎曲的時空,數學上,我們就必須去掌握彎曲的四維空間的性質。


















4.莫比烏斯(Möbius)帶

Möbius是一種單側的曲面。譬如說,螞蟻沿著帶子上走動,路途中會經過他移動的起始點,但是卻在另一側。如果他繼續移動,則會把整個Möbius 帶都走遍。所以可以確定它沒有第二側!