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外媒:科学家发现固体“第四类形状”

归档日期:05-30       文本归类:多面体简化      文章编辑:爱尚语录

  据参考消息2月19日报道【英国《每日邮报》网站2月17日报道】题:科学家400年来首次发现一种新形状

  早在几千年前,古希腊数学家———最引人瞩目的是柏拉图———就对固体形状进行了分类。自那以后发现的几何“固体”形状少之又少,最后一批是在400年前确认的。

  科学家发现的第一类固体形状称作正多面体,包括立方体、正四面体、正八面体、正十二面体和正二十面体等。

  在这些形状之后又确定了其他两类固体形状,即阿基米德多面体(半正多面体)和开普勒多面体。阿基米德多面体包括截角二十面体。400年前发现的开普勒多面体包括极其复杂的立体形状星形正多面体和菱形多面体。

  澳大利亚《会话》杂志说,如今,这种看起来有点儿像一只复杂足球的新形状在数学上得到了解释,甚至有可能为发现无数类似的形状类别铺平道路。

  加利福尼亚大学洛杉矶分校的斯坦·沙因在研究人眼视网膜时偶然发现一种名为网格蛋白的蛋白质具有这种吸引人的多面体结构。该蛋白质负责把能量运入和运出细胞,并创造出众多的形状。

  沙因对这类形状提出了一种数学解释,在这一过程中,他偶然发现了20世纪的数学家迈克尔·戈德堡的研究成果。戈德堡确信,他发现了一类新形状,即由五角形和六角形拼起来的复杂多面体。

  虽然沙因博士认为,戈德堡的形状不是严格的多面体,但他认为,它们的确是一类新形状。

  沙因和美国数学家詹姆斯·盖伊德在美国《国家科学院学报》月刊上发表一份研究报告,描述了这些新形状。他们仍称其为戈德堡多面体,向这位已故数学家表达敬意。

  英国伯明翰大学数学家戴维·克雷文在评论这项研究成果时把这些多面体比作像气球一样充气、然后各个面凸起来的多面体。

  有争议的是,原始的戈德堡多面体违反等边复杂多面体分类的第三条规则,即在把一个形状上的两点连接起来的一条线上的任一点一定不在固体形状之外。

  不过,沙因和盖伊德对这些形状进行了处理,使它们不再是由多个六角形组成的膨胀形状。他们发现了一种方法,使这些形状的所有面都是平的,进而创造出真正的凸多面体。

  他们认为,可以将他们处理这些形状的方法用于其他类的复杂多面体,这样就会发现拥有越来越多面的更多形状,从理论上说,它们的数量应该是无限的。

  虽然不研究数学的人可能难以想出这项研究的直接用途,但它令一些科学家兴奋,因为这种新多面体的结构类似于病毒。

  如果科学家能够准确描述某种病毒的几何形状(比如普通感冒病毒),他们或许就能够找到更好的方法与这些病毒作斗争。

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