莫比乌斯,听起来像是一个神秘的名字,也许并不为大多数人所熟知。但实际上,莫比乌斯是一种具有很多神奇性质的数学结构。
莫比乌斯环、莫比乌斯带、莫比乌斯变换……这些概念在数学中都有极其重要的意义。莫比乌斯环是一种只有一个面和一个边的立体图形,看起来像是一个扭曲的金属环。你可能会感到吃惊,只有一个面和一个边,怎么可能存在呢?
但事实上,莫比乌斯环是存在的。你可以拿一个长条形纸片,扭转一下再粘起来,就可以得到一个莫比乌斯环了。如果你在上面画一条线,你会发现线条的两个端点最后会重合,即这条线是连通的。这样的连通性在数学中具有很重要的意义,莫比乌斯环也因此引起了众多数学家的兴趣。
莫比乌斯带是一个表面也只有一个面,但是有两个边。你可以把一个长条形纸条扭转成一个圆环,在圆环的一条切线上剪开一个小口,再把两个端点旋转180度粘合,就可以得到一个莫比乌斯带。
我们熟知的石锁实际上就是一个三维的莫比乌斯环。