奇异的克莱因瓶

奇异的克莱因瓶

如果莫比乌斯带能够完美地展现一个“二维空间中一维可无限扩展之空间模型”的话，那么“三维空间中二维可无限扩展之空间模型”由什么数学模型来展现呢嘿嘿，猜到了吗答案是克莱因瓶。

克莱因瓶是一个不可定向的二维紧流形，而球面或轮胎面是可定向的二维紧流形。如果观察克莱因瓶，有一点似乎令人困惑克莱因瓶的瓶颈和瓶身是相交的，换句话说，瓶颈上的某些点和瓶壁上的某些点占据了三维空间中的同一个位置。

事实上，克莱因瓶的瓶颈是穿过了第四维空间再和瓶底圈连起来的，并不穿过瓶壁。用扭结来打比方，如果把它看作平面上的曲线的话，那么它似乎自身相交，再一看似乎又断成了三截。但其实很容易明白，这个图形其实是三维空间中的曲线。它并不和自己相交，而是连续不断的一条曲线。

在数学领域中，克莱因瓶（Klein bottle）是指一种无定向性的平面，比如二维平面，就没有“内部”和“外部”之分。在拓扑学中，克莱因瓶（Klein Bottle）是一个不可定向的拓扑空间。

奇异的克莱因瓶

克莱因瓶底部有一个洞，现在延长瓶子的颈部，并且扭曲地进入瓶子内部，然后和底部的洞相连接。与其说克莱因瓶是个瓶子，还不如说它是个没有定向的平面。这也就是说它没有内外之分，和人们平时使用的瓶子截然不同，克莱因瓶没有边界和终结。

克莱因瓶最大的神奇之处在于它的底部有一个洞口，无论你用什么方式将水注满，它都没有办法永远留在里面。就像是沙漏一样，终究会一点一滴地流失掉。科学家们通过多种实验，变换了多种角度向这个瓶子里灌水，可是都不能将它灌满。

奇异的克莱因瓶

不仅如此，科学家们还曾做过颠覆人类认知的克莱因瓶电脑模拟实验，当一只虫子被从瓶口放入到瓶子里后，这只虫子竟然绕了一圈后又从瓶口转了出来，对此，科学家们认为在四维空间里，这个瓶子根本就是不存在尽头的，并且因为它受到来自四维空间的控制，所以在三维世界里不管人类如何想将它灌满，都是徒劳无功。

现在随着科学技术的发展，玻璃工业也有了显著的提高，但是依然没有人能够研制出克莱因瓶，因为我们现在生活在三维空间中。经过研究，克莱因瓶是属于四维空间的，那么它就无法在三维空间里存在。就像现在的穿越剧也只是人们想象出来的，所以，我们现在看到的克莱因瓶都只是人们根据记载仿造的，是一个模型。

奇异的克莱因瓶

但实际克莱因瓶的底部就像是黑洞一样，所有物质从黑洞进入很有可能就是通过了非常细长的管道，重新进入到了瓶子的头部，然后又再次的回到了底部，形成了一个死循环。

假设人类在未来的某一天，触碰到了第四维度的空间，那么人类是否能够通过克莱因瓶“有外无内”的特点，从而延伸出对宇宙“无边界”的原理做出解释呢？希望克莱因瓶能够被成功制造，也希望通过克莱因瓶的特点，人类可以探索出宇宙的更多奥秘。

奇异的克莱因瓶