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“龙门”始建于2014年5月,为卧龙湖生态区的标志性景观。雕塑主体为由6个莫比乌斯环组成的白钢环体,底垫为铸铜风水罗盘。雕塑表面图案汇集卧龙湖景区元素,采用透雕方法配以龙纹、凤纹、鱼纹、水纹、祥云等文化符号,意韵流畅,神采飞扬。雕塑以“圆”为意向,刚柔相济,阴阳相合。上圆形日,有“六龙回日”之大美;下圆形天,承“天圆地方”之朴素哲学。上圆与下圆取“如日中天”之义,寓意康平生态文明建设伟大进程和人与自然和谐共处之美好祈愿。
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【科普】神奇的莫比乌斯环
□兰州市安宁区刘家堡小学 金燕
当你拿一张纸条,扭一下,再把两头粘起来,就做成了一个莫比乌斯环。这个东西看着像个普通的圈,可你要是沿着它走一圈,就会发现怪事:你回到了起点,但身体却“翻了个面”!更神奇的是,它只有一面和一条边,完全不像我们平时见到的东西,这就是莫比乌斯环。
莫比乌斯环的概念
你听过莫比乌斯环吗?莫比乌斯环,又名莫比乌斯带,是由德国数学家、天文学家莫比乌斯和约翰·李斯丁在1858年独立发现的。莫比乌斯环除了可以将一端旋转180°与另外一端相接,还可以旋转360°、540°等再与另外一端相接,这样形成的形状也属于莫比乌斯带。
莫比乌斯环的用途
如果让一只蚂蚁去爬莫比乌斯环,它会沿着纸带一直不停地永远爬下去,蚂蚁可以爬遍整个曲面而不需要跨过它的边缘,这就是莫比乌斯带的特别之处。
与普通的环相比,莫比乌斯环只有一个面,这个面的长度是普通环一面长度的两倍,这种特性被充分运用到了生产生活中。比如机器上的传送带、工业生产中的履带等,都可以做成莫比乌斯带状,充分利用它们的双面特性,延长其使用寿命,形成利益最大化。
莫比乌斯环的这种神奇结构,不仅是科学家们研究的对象,也把它的特性与生活中的寓意联系起来。人们把它的这种特性象征为无穷无尽、生生世世轮回的爱情。因此,一些饰品、项链、戒指便做成了含有莫比乌斯环元素或者莫比乌斯环的形状,赋予它们爱情的意义——永恒。
除了上面这些,莫比乌斯环还被用于艺术设计中。在建筑上,把莫比乌斯环作为一种结构元素,创造出具有独特空间感和美感的建筑,如位于美国华盛顿的史密斯森林历史和技术博物馆,就有一座钢制的莫比乌斯环雕塑;在平面设计中,莫比乌斯环也被用来制作一些独特的标志、图案等;另外,莫比乌斯环也经常出现在科幻小说里,如短篇小说《一个叫莫比乌斯的地铁站》是由A.J.Deutsch创作的,作者为波士顿地铁站创造了一个新的行驶线路,整个线路按照莫比乌斯带方式扭曲,走入这个线路的火车都消失不见,小说《星际迷航:下一代》中也用到了莫比乌斯带空间的概念;另外,在漫画《哆啦A梦》中,有一个道具环,只要将这个环套在门把上,外面的人进来之后,看到的依然是外面,哆啦A梦这个道具的外观就是莫比乌斯带。
莫比乌斯环的科学神奇性
莫比乌斯环是一种拓扑图形,它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变,只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点,又不产生新点。换句话说,这种变换的条件是:在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系,并且邻近的点还是邻近的点,这样的变换叫作拓扑变换,拓扑有一个形象说法——橡皮几何学。因为如果图形都是用橡皮做成的,就能把许多图形进行拓扑变换。例如,一个橡皮圈能变形成一个圆圈或一个方圈,但是一个橡皮圈不能由拓扑变换成为一个阿拉伯数字8,因为不把圈上的两个点重合在一起,圈就不会变成8。
莫比乌斯环就像个谜题,摆在那儿等着我们解答。也许我们永远走不完那条“环”,但每走一步,我们都比以前懂很多。(本文为2024年甘肃省科普作品创作大赛文章类获奖作品)
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