数学这门学科有多有趣?

数学这门学科有多有趣?

大老李

说一个最近的有趣的例子,2023 年 3 月,数学家和业余爱好者联手找到新的铺地砖方法,特点是永不重复:

“一块石头”,一种无周期单密铺形状

请仔细观察,图中所有版块形状相同,深蓝色是其他颜色的翻转。你无法从中找到某个局部,使得你可以通过平移这个局部来填满平面;并且,你也无法用这个形状进行其他组合,使得可以通过平移这个组合来填满平面。满足以上这个两个条件的,称为“无周期密铺”。特别是只使用一种形状的,它被称为“Einstein”,意思是“一块石头”。

这个形状最早是由一位名叫 David Smith 的打印工程师发现的。他也是一名数学爱好者,特别喜欢打印各种形状进行拼图。他发现可以用这个形状铺满平面,但怎么也找不到规律。他感觉这有可能是传说中数学家追寻近 50 年的“一块石头”。于是把这个形状发给了加拿大滑铁卢大学的教授 Craig S. Kaplan。Kaplan 联合另外两位专业工作者,经过约两个月努力,终于证明它是一种无周期的单密铺图形,论文发表在这里,并且把 David Smith 作为第一作者。

在这之前最好的结果是使用两种形状,也就是大名鼎鼎的彭罗斯镶嵌:

而这个新的图形,终于做到了只使用一种形状,无疑是一次突破性的发现!目前也玩出了很多梗。有人把它做成爱因斯坦的帽子:

也有人认为它像 :

还有人准备用它做壁纸:

你说数学有不有趣?