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克莱因瓶的确可以买到,但是你会发现能买到的克莱因瓶,上面都开了一个让人很不爽的洞。为什么会这样呢?咱们来看看它是如何构造的:
首先,题主要拿出一张矩形白纸,把左沿和右沿按红色箭头同向黏在一起,成为一个圆柱形的侧面,这一步非常容易办到。
然后,要把圆柱形的上底和下底黏在一起。容易想到的黏结方式是把圆柱掰弯然后连成一个呼啦圈形状的环形(Torus),但是如果你仔细观察上底和下底,就会发现黏结处两边的蓝色箭头是相反的。
要获得一个Klein瓶,必须保证蓝色箭头黏结在一起时箭头朝向相同。无论你怎么试,这一点在三维空间中都不能办到。所以只能退而求其次,在柱面上开一个洞,把一头伸进去,从里面黏上。
从上面的构造来看,真正的克莱因瓶(Klein Bottle)是光滑的,最多只有两条黏接细缝,但现在多了个洞是咋回事!!!它们不是真正的克莱因瓶,只是一种三维空间无法顺利表达它的妥协之举。
根据上面的构造,克莱因瓶和莫比乌斯带有一个相似的地方,就是不分内外面(图片来自
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从上面的口进去,就从曲面外部光滑、顺利地跑到了曲面内部,这一点在咱平时可见的三维几何体上可不多见,它们内外分明。而且,真正的克莱因瓶是不开洞办到这一点的!
