这些内摆线会让你快乐

除非你正抱着婴儿或拿着手术刀,否则请放下手头的一切,阅读约翰·贝兹关于内摆线的这篇博文。(如果你正拿着手术刀,请放下你正在阅读的任何设备,并专注于你的手术!)除了贝兹精彩的阐述之外,这篇文章还展示了一些华丽的动画 [...]

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


一个2尖内摆线在3尖内摆线内滚动,3尖内摆线在4尖内摆线内滚动,一直到10尖内摆线。或者这是有史以来最酷的蜘蛛织的网?图片来源:Greg Egan。经许可使用。

除非你正抱着婴儿或拿着手术刀,否则请放下手头的一切,阅读约翰·贝兹关于内摆线的这篇博文。(如果你正拿着手术刀,请放下你正在阅读的任何设备,并专注于你的手术!)除了贝兹精彩的阐述之外,这篇文章还展示了一些由 Greg Egan 创作的华丽动画。

内摆线与你玩万花规时绘制的曲线有关。在万花规上,你将一个小圆圈沿着一个大圆圈的内部滚动,笔尖放在小圆圈内部的点上,描绘出一条称为外旋轮线的曲线。内摆线是一种特殊的外旋轮线,其中描绘曲线的点位于圆圈的边缘,而不是内部。(我已经几十年没用过万花规了,但我很确定你实际上无法在万花规上制作内摆线,因为你无法将笔尖一直放在圆圈的边缘。)


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一个具有 3 个尖角的内摆线,也称为三角曲线,是通过在一个半径为其三倍大的圆圈内滚动一个小圆圈制成的。图片来源:Sam Derbyshire,来自英语维基百科。

你可以通过在一个圆圈内滚动一个圆圈来制作内摆线,你也可以在一个内摆线内滚动另一个内摆线!贝兹的博文和埃根的插图探索了不同的内摆线如何在彼此内部滚动。令人惊讶的是,这些漂亮的动画与抽象数学群之间存在联系,而这些抽象数学群出现在理论物理学中。去读读看吧!

最后,给所有设计师的提示:我愿意从我的钱包里掏钱,换取一件以那些多层内摆线为模型的玩具或珠宝。所以也许你们中的一位可以实现它。

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