下图中的图 (a) 是由三个绳圈组成的。这是一个非常经典的图形,叫做 Borromean rings 。 Borromean rings 有一个非常神奇的特点:它们是套在一起的,没有哪个绳圈能从中取出来;但是,仔细观察你会发现,每两个绳圈之间都并没有直接套在一起!
Borromean rings 还有一个听上去更离奇的性质:如图 (b) 所示,如果把其中任意两个绳圈真的套在一起,那么第三个绳圈就会自动脱落掉!为了看出这一点来,我们可以像图 (c) 那样,把其中一个绳圈缩小,让它紧紧地裹在另一个绳圈上,这下就很容易看出,它已经不再对第三个绳圈有任何限制作用了。
为了增强演示时的效果,我们试着把 Borromean rings 中的其中两个绳圈先拉开来,此时第三个绳圈将会变成下图所示的样子。
于是,一个小魔术就诞生了。像下图中的左图那样,把一根细线圈缠绕在两个别针上,容易验证这个线圈是取不出来的。现在,把两个别针别在一起,线圈就奇迹般地自己脱落出来了。(你能看出来吗?)
这种违背直觉的东西应该引起大家的警惕。比方说,登山运动员就要小心了:有的时候,把两个绳扣扣在一起,反而会松开套在它们上面的绳子!
参考资料: V. V. Prasolov, Intuitive Topology, Chapter 2
去掉任意一个绳圈,都会解开其他所有的绳圈,满足这种条件的绳圈组叫做 Brunnian link 。 Borromean rings 就是一个最简单的 Brunnian link 。构造更大的 Brunnian link 是一个非常有意思的问题,感兴趣的读者可以看看这里。
已用回形针+橡皮筋验证。
M大神又更新了
对系扣不是很了解,变换很有意思。
火星。
“你能看出来吗?”太简单了……拓扑关系一旦改变整个就变了。线圈下半部分左边那头可以顺着左边的别针往下滑,滑到那个开口底下之后,右边的别针就对它没有任何束缚了。右边的别针往上挪一点,或者再立起来,线圈就可以轻松摘下来了。
纯粹想象出来的,就不试验了。应该没问题。
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《代数拓扑学在绳子谜题、魔术和巧环中的应用》第二部分有推广形式,链接:http://wenku.baidu.com/view/0813a39d6bec0975f465e25c.html
哈哈,我记得一次马丁·加德纳聚会上有这么一个纸条+回形针+皮筋的小魔术
有没有专门研究绳结的数学呢?还是说包含在拓扑里面。
Matrix67大神有没有看过Rolfsen的Knots and Links?
好特别的一个性质
谁能证明 1和0.999999999….相不相等
把两个别针别在一起,线圈就奇迹般地自己脱落出来了。http://www.qireyi.com
答10楼:纽结
关于回形针的,实在没看出来(能做个动画试试吗?)