本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
在我结束英国之旅之际,我反思在这里遇到的许多定宽物体。我会让 Numberphile 告诉你更多关于定宽物体的信息。
几乎一下飞机抵达希思罗机场,我就吃了一些早餐,并得到了一些定宽金属形状的零钱。没错,所有英国硬币都是定宽形状。这并不稀奇,因为圆形具有定宽,而且大多数硬币都是圆形。但是英国有非圆形硬币也具有定宽:20 便士和 50 便士硬币都是圆角七边形,是被称为 勒洛多边形 的定宽形状家族的一部分。
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一枚 50 便士硬币。它受英国皇家版权保护,但我认为它在这里的出现属于合理使用。
定宽形状很有趣,因为您可以像在圆形上一样平稳地在它们上面滚动东西,正如史蒂夫·莫尔德在上面的视频中演示的那样。它们也可用于钻正方形孔,并为马自达汽车提供动力,作为粗俗命名的汪克尔发动机的一部分。关于定宽形状,我最喜欢的事实是我在撰写这篇文章时了解到的巴比耶定理:如果两个定宽形状具有相同的宽度,则它们具有相同的周长。不幸的是,没有两个英国硬币具有相同的宽度,所以我无法测试它。
二维定宽物体非常棒,我玩得很开心,尽量确保尽可能得到 20 便士或 50 便士的零钱,但当我前往曼彻斯特参观 艾伦·图灵青铜像 和我的一些来自英国数学博客 The Aperiodical 的朋友时,事情变得更加令人兴奋。凯蒂·斯特克尔斯,她还让我第一次品尝了马麦酱(结论:还不错,但我回家后不会急着去买),她给了我一些三维定宽物体!

三个迈斯纳四面体,定宽实体。四面体由 Maths Gear 提供。照片由伊芙琳·拉姆拍摄。
通过旋转二维定宽物体来制作三维定宽物体非常容易,但我拥有的那些甚至更好,因为旋转似乎是一种作弊,而且这些不是通过旋转形成的。它们被称为迈斯纳四面体,你可以通过“增肥”一个正四面体来恰到好处地制作一个。人们推测,但仍然未知,迈斯纳四面体是体积与直径比率最小的定宽实体。(这是一篇关于迈斯纳四面体一些有趣特性的论文的 pdf 文件,包括该猜想的证据。)它们是很好的电子阅读器支架。

在一些迈斯纳四面体的支撑下,电子阅读器可以在桌面上轻轻滑动。图片来源:伊芙琳·拉姆。
您可以从 Maths Gear 购买您自己令人愉快的黄色迈斯纳四面体。他们有一个关于这些物体的有趣的视频。
由于 Maths Gear 位于英国,因此价格以英镑计价,因此在有趣的二维和三维定宽物体之间存在兑换率。具体来说,您可以兑换 30 个二维非圆形定宽物体(或 75 个较小的)来换取三个三维非球形定宽物体。多么棒的国家!

几个英国定宽物体。图片来源:伊芙琳·拉姆。
如果您不想自己购买,或者如果您觉得这些物体对您来说太英国化了,尤其是在美国独立日,请查看纽约数学博物馆的过山车滚轮展览,那里有一些大型的、爱国的定宽实体。