​小科普手工：神奇的莫比乌斯环！

小科普手工：神奇的莫比乌斯环！

神奇的莫比乌斯环

今天，

方大手就带大家玩剪纸，

这可不是一般的剪纸，

而是带魔法的神奇剪纸，

赶紧来看看~

▼

一般情况下，

沿一个纸环的中心剪下去，

会形成两个分开的环。

但当我们把纸环的一头，

翻转粘连后再剪，

会发生什么情况呢？↓

如图，

我们的纸环并没有分成两个环，

而是一个比之前大一倍的大环。

这是为什么呢？

当我们把两个接头处，

没有翻转的纸环粘连后再裁剪时

却能剪成了一个正方形↑。

然而，

把两个接头处都翻转的纸环后，

再作裁剪，又会发生什么呢？↑

如你所见，尽然成了两个爱心！

这又是为啥？

我方了……请点击此处输入图片描述

使我更方的是——

再多下一刀裁剪，

居然变成了三连环↑，

我滴乖乖，好莫名其妙啊~

▽

神 奇 的 莫 比 乌 斯 环

看见上面这个老头了吗？他叫莫比乌斯，没错，我要说的这个神奇的东西跟他的名字一模一样。

公元1858年，这个叫莫比乌斯（1790～1868）的德国数学家和约翰·李斯丁发现：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。

这个魔术的性质是啥呢？

即，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，也就是说，它的曲面只有一个。

莫比乌斯环

这种纸带被称为“莫比乌斯带”，因为是他主要发现的，因此这个环就叫做莫比乌斯环。

原理简单的操作起来，就是我们把纸片的连接处作翻转后，如果用剪刀沿纸带的中央把它剪开，纸环不仅没有一分为二，反而剪出一个两倍长的纸圈。

把一个莫比乌斯环沿中间剪开变成一个大环的过程可以分成以下三个步骤：

1.把纸带扭转180度

2.把纸带首尾粘接

3.用剪刀沿中心剪开

莫 比 乌 斯 环 有 啥 用 ？

要说莫比乌斯环有啥用？那它还真有用，比如一些在平面上无法解决的问题，却不可思议地能在莫比乌斯带这里获得了解决的办法。

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。

在生活和生产中，它也有很多用途。

例如，用皮带传送的动力机械的皮带就可以做成“莫比乌斯环”状，这样皮带可以磨损的面积就变大了。

或者把一个面包圈切成两个相连的环，也能运用莫比乌斯环的环的原理。

你可以试试？↓

如果把录音机的磁带做成“莫比乌斯环”状，就不存在正反两面的问题了，磁带就只有一个面了。它还能平坦地嵌入三维空间。

简易的“莫比乌斯圈”可通过一张长方形纸任何一面反转粘贴。

莫比乌斯的造型如此神奇，

引发了无数设计师和科学家的灵感：

1、北京朝阳公园，凤凰国际传媒中心。

曲线的壳体的创意来自于莫比乌斯环概念，这是一条没有开头和结尾的延续的环带，它将宏伟的中庭空间缠绕包裹，其正反相接，上下相承，内外相连的形态虽然来自于西方，却与天人合一、道法自然的东方建筑精神有异曲同工之妙。

2、泰国的家庭游乐场

在房子的中心建造了奶酪般的洞、不同的斜坡和网，把这座建筑变成了一个有四个儿子的家庭的完美游乐场。从一楼到另一条路形成冒险的循环路线。

3、吉祥结桥，中国长沙。

4、粒子加速器

挪威Snøhetta建筑事务所最近公布了一个新的循环粒子加速器的设计，被称为“马克斯IV”，将建在瑞典。

5、莫比乌斯低能照明灯

6、3D打印的素食肉，就不明白为什么要打成莫比乌斯环。一定是理科生干的！

……

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