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揭秘数学之美:爱因斯坦瓷砖背后的故事-厨房必备!帽子形瓷砖的魔力-瓷砖背后的几何学秘密

2024-03-15 21:25:09 1点赞 1收藏 1评论

这是个什么东西?

其实这只是一个图形设计,

还没有成熟到变成我们常见的瓷砖

至少市面上还没有见到过这种瓷砖

不过我觉得这个东西应该是没有专利的,其实可以生产出这样的瓷砖……

这其实,曾经是一个科学难题!数学难题!

揭秘数学之美:爱因斯坦瓷砖背后的故事-厨房必备!帽子形瓷砖的魔力-瓷砖背后的几何学秘密

这个难题最终被解决了,所以被命名为爱因斯坦。

下面来看细节:

1.历史渊源

"帽子形"瓷砖的历史可以追溯到1970年代,当时数学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)提出了一对特殊的不规则多边形瓷砖,这对瓷砖具有特殊的性质:它们可以通过一定的方式组合在一起,覆盖一个表面而不形成重复的图案。这种特殊的铺砌方式引起了数学家和几何学家的极大兴趣。

然而,直到1974年,彭罗斯的研究被出版后,人们才真正认识到这对瓷砖的重要性。彭罗斯的发现开启了一场关于能否找到一种单一形状,可以覆盖整个平面而不产生重复图案的讨论。

几十年来,数学家们一直在寻找这样的单一形状,直到最近才有了重大的突破。

在彭罗斯的工作之后,对这一问题的研究一直在进行,直到去年,一个名为“帽子”的13面瓷砖被发现,可以完全覆盖一个无限平面而不重复。

这个发现对于理解几何学和图案的性质具有重要意义,被命名为“爱因斯坦”来纪念阿尔伯特·爱因斯坦。

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这种独特形状的发现为数学、几何学和设计领域带来了新的启示,突显了在看似简单的问题背后隐藏的复杂性。

2.具体形状

其实它具体的形状就是下面这个白色的

典型的是十三边形的瓷砖

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看起来像一件衬衫。或者就像一只和平鸽。

"帽子形"瓷砖是指一种能够完整覆盖表面而不产生重复图案的瓷砖形状。彭罗斯在1970年代发现了一对瓷砖能够实现这一效果,但直到去年,人们才发现了一个称为“帽子”的13面瓷砖,可以完全覆盖无限平面而不重复。这种特殊的图案被称为“爱因斯坦”,成为长期寻找的独特形状之一。

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3.厨房专用

有人说他就是厨房专用的瓷砖,因为它不能重复。

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无论怎么拼接,这个图案永远不重复。

但是我们是有疑问的。看上面这张图的话,其实已经有3~4个白色的是重复的。

那怎么理解这个数学上的不重复呢?

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4.理解数学

其实本质上是这样子的。这里所说的不重复,和我们常见的不重复不太一样。

他的意思是说:

当你将这些瓷砖放置在一起时,它们的形状使得它们可以互相契合,但由于它们的形状和布局具有一定的复杂性,因此不会形成任何可预测的重复图案。这意味着,尽管每个瓷砖之间可能会有一些相似之处,比如颜色或纹理的变化,但整体上,没有两个区域会完全相同。

换句话说,帽子形瓷砖的设计确保了铺陈的整体图案是独一无二的,没有重复的部分,这为设计带来了更多的变化和美感。

我们说的图案是指整个区域的图案是独一无二的。

因为如果你是规则的瓷砖铺就的,那么就会出现重复的部分。

如果是,普通瓷砖就会出现如下的情形:

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总之,这种特殊的瓷砖,拼成了整个图形图案并不重复。具有个性化的特点

这种被称为最好的厨房瓷砖形状叫做"帽子形",铺陈开来能够完整覆盖一个表面却不会产生重复图案。数学家们发现这种13面瓷砖可以完全覆盖一个无限的平面。瓷砖的图案从不重复,使其成为长期寻找的形状的一个例子,被称为“爱因斯坦”。

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