被誉为科学界的“鬼打墙”的彭罗斯阶梯是什么?
彭罗斯阶梯(Penrose stairs)是一个有名的几何学悖论,指的是一个始终向上或向下但却走不到头的阶梯,可以被视为彭罗斯三角形的一个变体,在此阶梯上永远无法找到最高的一点或者最低的一点。彭罗斯阶梯由英国数学家罗杰·彭罗斯及其父亲遗传学家列昂尼德·彭罗斯于1958年提出。
彭罗斯阶梯不可能在三维空间内存在,但只要放入更高阶的空间,彭罗斯阶梯就可以很容易的实现。如同莫比乌斯环、克莱因瓶。
彭罗斯阶梯(Penrose Step罗杰.彭罗斯)是著名的数学悖论之一。如右侧图所示。在这个神奇的图中,人一直在沿着台阶往上走,但是却一直在同一个水平面上打转转。
如果说帕特对存在着那样的不动点感到惊奇的话,那么他将对这样的台阶更为惊奇。他可以永远地沿着它转圈,但却总是在向上攀登,而且一次又一次地回到他原来的位置!这可能吗?不可能!只是由于我们的眼睛受图画的迷惑而认为这种台阶是存在的.而这些不可能形体正是它在视觉上的类似产物。
被誉为科学界的“鬼打墙”的彭罗斯阶梯是什么?
1958年,英国数学家罗杰·彭罗斯和他的遗传学家父亲列昂尼德·彭罗斯共同提出了彭罗斯阶梯:在一个永远向上或向下的阶梯上永远走不到头,这个阶梯里没有最高点或最低点。这是个三角形变体,是个几何学悖论。
彭罗斯阶梯无法在三维空间中存在,如果在高维时空中就变得很容易。在三维世界里,它就像莫比乌斯环和克莱因瓶一样复杂。
为什么说彭罗斯阶梯是科学界的“鬼打墙”?
曾有人做了一个动画,动画里的人一直都在上台阶,可他沿着那个阶梯走来走去还是在原地打转。他不相信这是真的,继续往上走。一次有一条鱼掉落在了一个阶梯中,他不小心踩到了,停了一下,并没有理会那条鱼,仍然往上攀登着。
结果他在爬阶梯的途中又看到了他踩过的那条鱼,并且反复循环着这样的结果——不管他怎么努力的走,永远都在同一个位置打转…
这和现实中的“鬼打墙”如出一辙。“鬼打墙”就是人在晚上去郊外行走时,有时会被眼前的景物迷惑了,眼睛和大脑失去了修正辨别能力,以为自己是按方向走的,实际却一直在原地转圈。
它是由视错觉所导致的一个无限循环的阶梯,没有最高点也没有最低点,但却有上楼梯和下楼梯的视觉感觉。视错觉构建的奇怪几何图形。无限循环的下楼或上楼。如果上一张图还不够明显,那么仔细看看这张图,就明白了。
1958年,英国著名数学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)及其父亲遗传学家列昂尼德·彭罗斯,共同提出了这一有趣的视错觉几何图案。从此拉开了对视错觉几何图案的研究和创造。
作为一个几何形悖论,是因为它违背我们的几何常识和物理原理,在我们的三维世界中,无限循环的阶梯是不可能存在的,因为你必将到达一个最高点或者最低点,否则我们就将可以得到一个永动机。因为当物体从高处向低处运动时,是会放出能量的,而无限向下的阶梯自然意味着可以无限放能。
但是,彭罗斯阶梯在视觉上看起来又是那么的自然,这揭示了人类视觉系统运作的一些天生缺陷或者内部运作机制。通过巧妙的设置阶梯的长宽比,可以诱导人类视觉做出上坡或者下坡的感受,这是画彭罗斯阶梯的关键窍门。
这个阶梯是不存在于第三纬度的,它是一个高纬度的东西。
对于彭罗斯阶梯不太了解,因为觉得它的存在不太靠谱。
阶梯分为二十三层,被认为不可能在我们现实世界的三维空间里面出现存在,只有在高于三维空间上才能出现,所以也有人认为鬼打墙是意外形成的高纬度空间
因为这个阶梯能够进行无限的循环,很难解释。
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