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[科普] 真的干杯,要敢于做到所有杯子互相接触

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发表于 2015-10-7 17:51 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自:江苏
从平面几何的角度来说,三个人干杯是最完美的——三个酒杯可以两两之间互相接触。一旦干杯的人数上到了四个,问题就有些麻烦了:对于每一种固定的干杯姿势,总有两个人的杯子挨不到一块儿。有办法让四个酒杯两两之间都能碰到一起吗?/ q; q4 o+ U  ~9 ^' I" C
如果把酒杯布局方案扩展到空间中的话,理论上这是可以做到的——只需要像下图那样,把第四个酒杯置于三个酒杯之上就行了。+ K7 q( j% D- ^6 s% L

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理论上说,四个酒杯互相接触也是可以的。2 O3 j; |- X# m* L2 i
还可以再多一些吗?大家或许会认为,这已经是极限了吧。如果有五个酒杯,还能保证两两之间都能接触吗?出人意料的是,这也是可以办到的,只不过更加困难一些:0 ~/ l, n; A4 Q

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五个酒杯互相接触的布局。注意,要想实现这种布局,酒杯的高度必须是直径的两倍左右,而且角度很难控制,建议大家不要去尝试。即使是成功了,恐怕酒也洒得差不多吧。8 n- ^. ]. u: T& t2 s3 X6 J7 b9 d) A
还可以再多一些吗?在保证互相接触的前提下,酒杯的数量还能更多吗?这个貌似很蛋疼的问题早就引起了数学家们的关注,有人还严肃地把它抽象成了一个空间几何数学问题,进行了更为细致的研究。1968 年,数学家 Littlewood 在一篇论文中正式发起提问:空间中两两之间互相接触的圆柱体最多可以有多少个?7 H1 d8 t; r) U; f8 Y
如果不限定圆柱体的长度,我们很容易找到六个圆柱体互相接触的布局。如下图,把其中三个圆柱体摆成“\|/”形,让他们互相接触;再把它们重叠在另外一组“\|/”形的圆柱体之上,便实现了六个圆柱体两两接触的要求。如果你手边有足够多的铅笔,不妨自己试一试。
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六个圆柱体互相接触的摆放方案
3 V# E9 ~  k7 f9 ?5 T0 W还可以再多一些吗?事情并没有到此结束。趣味数学大神 Martin Gardner 在 Hexaflexagons and other mathematical diversions 一书中提到了这么一个问题:能否摆放七支香烟,让它们两两之间都有接触?Martin Gardner 自己给出了一个非常精妙的答案:让其中一个圆柱体直立在桌面上,另外六个圆柱体分两层在周围环绕。* N1 \1 h! P  H/ \2 u

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七个圆柱体互相接触的摆放方案(及其俯视图)
( _5 A% j8 C: G! h0 T- x还可以再多一些吗?如果圆柱体的个数上升到八个,还能找到满足要求的布局方案吗?这个问题的上限究竟是多少?直到现在,数学家们仍然没有得到一个定论。茶余饭后拿八支香烟摆弄摆弄吧,或许你能破解一个数学未解之谜呢!南通0
匿名
发表于 2015-10-7 18:00 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 18:25 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 18:42 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 19:01 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 19:20 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 19:50 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 20:14 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 20:32 | 显示全部楼层 来自:江苏
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该用户从未签到

发表于 2015-10-7 20:51 | 显示全部楼层 来自:江苏
酒精过敏的默默飘过……
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该用户从未签到

发表于 2015-10-7 21:21 | 显示全部楼层 来自:江苏
感觉用来传导电还不错,真在酒桌上这样酒都漏没了。。。
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发表于 2015-10-7 21:48 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 22:05 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 22:21 | 显示全部楼层 来自:江苏
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该用户从未签到

发表于 2015-10-7 22:50 | 显示全部楼层 来自:江苏
看来酒杯只适用到四个。很有意思。
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发表于 2015-10-7 23:14 | 显示全部楼层 来自:江苏
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该用户从未签到

发表于 2015-10-7 23:42 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 00:09 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 00:29 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 00:54 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 01:18 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 01:34 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 01:51 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 02:09 | 显示全部楼层 来自:江苏
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