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“鬼打墙”不是传说?英国数学家不仅证明它存在,还把它画了出来

在中国的传说之中,有“鬼打墙”这样诡异的事情。所谓“鬼打墙”,指的是在夜晚或郊外行走时,分不清方向,自我感知模糊,不知道要往何处走,所以老在原地转圈,是人的一种意识朦胧状态。而在西方,彭罗斯对于这种虚无缥缈的东西也有过探究,并衍生出了彭罗斯阶梯的理论。

彭罗斯阶梯这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无限循环,始终走不到头的阶梯,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(Roger Penrose)及其父亲遗传学家列昂尼德·彭罗斯( Lionel Penrose)于1958年提出。罗杰·彭罗斯在数学物理方面的工作拥有高度评价,特别是对广义相对论与宇宙学方面的贡献。他也是娱乐数学家与具争议性的哲学家。

虽然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,而这证明了多维空间的说法。而在《鬼吹灯》中,对这个现象也有应用,那便是著名的“悬魂梯”。

而我们,是生活在三维空间中的,因此彭罗斯阶梯是很难实现的,但是倘若我们用画作的方式表现的话,就可以利用人们的视觉错觉,产生意想不到的作用。而人们最常见到的,便是在二维世界中产生的画作。

而最为简单的方式,便是将每一个阶梯都做出一定的坡度,但是每一个阶梯的距离又要比较远,然后再出现一个非常明显的阶梯。如果依赖,人们会在不知不觉中降了一定的距离,然后利用阶梯的方式又升回去了。

但是前者是在不知不觉中进行的,后者则是非常明显的,因此人们便会有一种一直上升但是却走不到尽头的感觉。当然,这样的东西一般只会存在于理论中,在现实生活中,想要做出来的话,还是有一定的难度的。

显然的,能够想出这样理论的人,必定是非常厉害的,而这两个字用在彭罗斯的身上则是当之无愧。彭罗斯是著名的数学家,物理学家,其一生对社会发展做出了巨大的贡献,比如他曾经和爱因斯坦就引力理论有过一定的探讨。

彭罗斯证明了,在大质量天体塌缩成黑洞的过程中,必然存在一个点,所有的塌缩物质在这个点之后不再存在路径。用几何的语言来说,这是几何上的奇点。

而在普通的人看来,这是毁灭之点,因为越是靠近这个点,引力产生的拉扯力越大,最终归于毁灭。从物理学的角度来看,在这个点上,所有的物理学定律不再适用。霍金后来与彭罗斯一道将奇点的存在性证明推广到更加一般的情况,包括早期宇宙。

参考资料:《趣味数学》、《接近真实:宇宙法则导引》

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