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  記者:王老師是從美國回來的,在美國呆了很多年,您在國外的時候,國外玩這個九連環的人多嗎?

  王:國外這方面專門做研究的人,包括做收藏、做分析的協會都有。尤其針對益智玩具這方面,而且比較豐富。九連環就是裏頭非常非常顯著或者説最引人注目的玩具。同時在很多益智玩具的國外文獻裏頭,包括書籍裏頭,只要是談到益智玩具,不管是東方西方的,總是拿九連環作為一個經典部分來論述,幾乎把九連環作為益智玩具的象徵,這是它的代表性體現。

  記者:您剛才説還有好多人還在研究它是嗎?

  王:對。

  記者:這些都是什麼人,是愛好者?

  王:像國外成立專門的益智的這些小組、協會,大部分成員都是數學家。因為這些益智玩具跟數學有很深奧的關係。

  記者:都是職業的數學家。

  王:對,都是職業的數學家,而且他們定期的有活動,定期的有研討會,定期的還會出來很多跟益智或者是數學相關的題,來讓大家,讓世人或愛好者們去研究、解析它。

  九連環與數學之間是否存在某種關係?20世紀,著名學者李約瑟曾在他的《中國科技史》中論述過“中國九連環”之謎。當時,他錯誤地把九連環的起源歸於古代的算盤,但他的另一個觀點卻得到了人們的共識:九連環與現代幾何學的重要分支--拓撲學之間存在一定的聯絡。

  記者:我們怎麼能夠比較直觀地來解釋一下拓撲現象?

  王:拓撲學本身確實相對來説比較專,比較深奧,很難三言兩語解釋清楚,但拓撲現象我覺得可以用這個簡單的小遊戲,或者一種方式來展示一下拓撲現象是怎麼形成的。一根繩子兩手拽住。在不鬆開兩手的前提下看你是不是能打結,無論你怎麼繞這個圈永遠也打不上,道理很簡單,因為這是一個封閉的環,沒有結頭是不可能打上結,所以你看我再做一遍,但是如果用拓撲學的原理,我讓它連續變形發生一些變化的時候它就打上結了。請您兩隻手各拽住我的繩頭,注意其實我的兩手並沒有交叉,但是這邊的連續變形發生變化了。

  周:這是連續變形變到你那兒去了。

  記者:我一拽就能拽出一個環來了。

  王:剛才説如果一個封閉的環你是沒法打結的對吧,但是從拓撲學角度來説,你只要把你連續變形的位置擺好,就是如果你自己能夠處於打結狀態,那自然這繩就打結了。比如我舉個例來講,現在我先把自己形成一個打結的狀態,這時候你就把這個繩結擱在我手的上邊,這個繩結擱在我這只手這兒,繩子並沒有打結,但是我自己的手打了一個結,最後的結果是什麼呢?最後的結果是繩子也打了一個結,這也是一個典型的拓撲(現象)。

  周:這結就從胳膊上轉移到繩上。

  王:就從胳膊上轉移到繩上,剛才是從我這邊轉移到你那邊,它就是一種連續變形。實際上這就是拓撲學現象裏狀態的轉移,就是從一個狀態轉移到另一個狀態,由此産生一個奇妙的現象,把不可能變成可能。而九連環裏頭很重要的狀態的連續變化、連續的改變就是拓撲現象一個很經典的説明。

  周:再比如説馬蹄鎖,這個簡單。

  記者:這是要幹什麼?

  周:你可以解一下試一試,這叫游離環,把這個游離環解下來,你可以試一試。

  記者:它兩頭都是鼓起來的。它不可能把這個環摘下來,

  周:看似不可能,實際可能,這就是拓撲的魅力,它作為一個整體,我們不破壞它,但我還要把游離環拿出來。這個部件叫馬蹄,它的直徑小于馬蹄的寬度,這樣是不可能下來的對吧。你看,現在連續變形,連續變形。

  記者:就這麼簡單。

  利用物體的連續變形來改變物體之間的相對位置,是連環類玩具的共性,而這恰恰是一種典型的拓撲現象。拓撲學,這門誕生於19世紀的的現代幾何學科,古代中國那些連環玩具的發明者還不可能掌握它的原理,但是,這些不知名的發明家顯然已對拓撲現象有了樸素的認識,他們由此解開看似複雜的連環,並且設計出更多的新式連環。

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(編輯:栗原來源:CCTV.com)