麥田怪圈被認為是外星人的傑作,甚至有人說到,這裡面涉及到的幾何是人類做不到的。
這麼說就過分了!你可能對人類曆史上那些數學家們的幾何功力有誤解。
世界各地的麥田怪圈
人類曆史上,群星璀璨,數學家們更是一個個如開挂一般存在。
沒有他們,也就沒有我們今天數學這門課程,人類更不可能達到今天的科學高度。
一起走進數學大佬們的世界,看看人類多姿多彩的幾何學世界。
麥田怪圈中的幾何
沒有那麼神秘的麥田怪圈其實麥田怪圈一開始并沒有和什麼外星人聯系起來,早在1678年,英國的農村就有惡魔割麥子的傳說。
相傳有一個惡魔會在晚上來割農民家的麥子,第二天麥田裡面就會出現奇怪的圓圈。
麥田怪圈被和外星人扯上關系,是在上個世紀80年代,因為受到UFO目擊事件的影響,麥田怪圈和百慕大、大腳怪一起被寫進了未解之謎裡面。
也是從那時候開始,麥田怪圈像是被打開了什麼開關,在世界各地出現,而且不再局限在麥田,有玉米地、土豆地,甚至亞洲的水稻田都出現了怪圈。
惡魔割麥子
這些怪圈擁有複雜的幾何形狀,有一些還呈現出裸眼3D的效果,讓人不相信這是人類所為。
此外,科學家們在倒伏的麥杆上檢測到了微量的放射性元素以及電磁波,認為這是輻射導緻的。
然而在1991年,澳大利亞有兩個老人承認,在過去多年的時間内,他們兩人制造了澳大利亞的多起麥田怪圈事件。
也就是說,别的國家先不管,澳大利亞的麥田怪圈多半是這兩老爺子搞的,兩位老人還透露了制作的過程。
人在麥田怪圈裡面走
首先就是要在圖紙上設計好圖案,然後來到一塊地裡,架起高架,一個人在上方查看,另一個人用木闆壓在莊稼上移動,這樣才不會留下腳印,一個晚上的時間就能完成一塊麥田的怪圈的制作。
其實在麥田裡作畫根本就不是什麼新鮮事,很多藝術家都曾玩過這種俯視類型的創作。
比如在英國很早的一類兒童益智類節目《創意空間》中,主持人尼爾叔叔就搞過這種俯視類藝術,将一些物品堆積起來,從上往下看就是一幅畫。
麥田怪圈就是這類作品之一,隻要設計好了作畫順序,那麼就能畫出奇妙的圖案。
麥田的藝術品
經過統計,全世界的麥田怪圈中,大約85%到95%的怪圈是人為的,包括麥稈帶有輻射量和電磁波,科學家們都找到了證據。
原來因為人為施肥的緣故,導緻土壤中的鉀含量比較多,在雷電的幫助下,出現了鉀的同位素鉀-40,輻射和電磁波就是它整出來的。
而且,這些麥田的幾何怪圈,根本就不複雜,不要認為人類畫不出來,早在幾千年前,人類就開始研究幾何了。
幾何視角的畫作
幾何大師們說到幾何就不得不提一個大師級人物,他就是歐幾裡得,著有傳世名作《幾何原本》,被譽為“幾何之父”。
歐幾裡得第一次系統性的将點、面、線,以及球面、圓錐、透視等進行了公理化總結,人類曆史上第一次出現了幾何學的雛形。
以至于在當時的古希臘周邊,貴族們都要學幾何來趕時髦,這其中就包括托勒密一世。
“幾何之父”歐幾裡得
這些内容我們現在都還在學習,幾何的入門課程就是根據歐幾裡得的《幾何原本》設計的,這本書可謂是史上最成功的教材之一,不管哪個年齡段都能用到它。
也正是因為歐幾裡得打下了基礎,讓後來的數學家們在研究幾何的時候,不至于走那麼多彎路。
不過,人類在幾何的道路上并沒有就此止步,我們現在研究幾何總是會引入一個工具,叫做坐标系,這就是幾何史上的有一個偉大成就解析幾何。
xyz坐标系
創立解析幾何的人物,是法國著名的數學家笛卡爾,同時他也是一名哲學家,留有名言:“我思故我在。”
笛卡爾用坐标将幾何納入一個新體系,這樣更方便解決一些算法問題。
最初的坐标體系是二維的,後來的數學家們在此基礎上不斷加維,到現在科學判定宇宙維度是11維,這也是目前最高的維度。
當然,麥田怪圈這種幾何拿去解析,頂多就是三維。
笛卡爾:我思故我在
不管是歐幾裡得還是笛卡爾,他們的學說都是建立在“歐氏空間”,也就是我們所說的宏觀空間之下。
在宇宙中,幾何或許會變得不一樣,這樣的空間被稱為“非歐空間”。
這個理論早在200多年前就被高斯提到過,多年後,天體物理學家驗證了高斯的假設。
說到高斯,他有一個稱呼“數學王子”,因為他年少成名。
還是一個歲大學生的高斯,用一個晚上的時間,完成了17邊形的尺規作圖,解答了歐幾裡得2000多年前留下來的難題。
“數學王子”高斯
也正是從高斯開始,幾何便進入到了另一個維度,地球的空間已經開始容不下這些數學家們的大腦了。
其實在高斯之前,歐拉就已經将幾何從原來的點、面、線、體,提升到了解析曲面的地步。
到了黎曼時期,他創立了黎曼幾何,這是一種“非歐空間”,裡面涉及到了時間、空間的問題,幾何開始步入了更高階的地步,一般人已經看不懂了。
黎曼幾何
看了這些幾何大師們的深厚功力,再去看看麥田怪圈,是不是感覺這些圖案沒什麼特别?
不要說歐幾裡得,隻要是學過歐氏空間幾何的人,給點時間,他就能做出來這樣形狀的圖案。
所以說,不要低估了人類的幾何,這點圖案簡直就是砍瓜切菜的難度系數。
幾何學是一門學科分支
幾何的運用這些幾何大師們的理論,不僅被寫進了教科書,還在現實中得到了應用。
現在的很多建築天馬行空,讓人感歎設計師真的是碳基生物嗎?想出這麼絕的設計概念。
其實,這些建築設計師們,都是精通幾何的大佬,他們利用前人的幾何理論,結合現實情況,進行打破常規的設計。
誰說大樓一定要方方正正,誰說建築就不能有曲面,不僅要曲,還要曲得獨一無二。
在滿足造型的同時,也不要忘了力學,這樣造出來的建築才不是“豆腐渣”。
建築中的幾何
不過也有建築師玩脫的,比如英國的對講機大樓,樓的質量沒有任何問題,造型像一個對講機,能到的人覺得很别緻,不能的人覺得它很醜。
當然,這些都不是重點,重點是這棟大樓有一個曲面,加上全玻璃結構,形成了一個凹面鏡。
這個凹面鏡的焦點,正好彙集在了附近的廣場,于是這座廣場的溫度,瞬間來到了。
從此之後,沒人敢在廣場停留超過兩小時,鴿子來了很有可能變成烤乳鴿。
這就是曲面設計的時候沒有考慮聚焦問題,歪打正着焦點對準了廣場,于是将太陽光的熱都彙聚到了廣場上。
反面教材對講機大樓
然而,有的建築就必須要出現曲面并且有專門彙聚,比如FAST天眼望遠鏡,它是世界上最大的射電望遠鏡,直徑達到了500米。
天眼利用了天時地利,工程師們找到了一個可以盛放“大鍋蓋”的山窩,省去了專門為望遠鏡建立支架的成本。
有了這口大鍋,科學家們發現了多顆脈沖星,是過去發現數目的上百倍。
這個凹面會反射宇宙中的一切電磁波,科學家們從中一一識别,找到奇特的那一條,在對其進行仔細分析。
說不定,這條信息就是外星人發射的。
FAST天眼望遠鏡
連這樣高難度的建築人類都能造出來,區區一個麥田怪圈,難道還做不出來?
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