133.超立方体
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※133.超立方体
辛顿(Charles Howard Hinton,1853—1907)
1888年
这是韦伯(Robert Webb)使用Stella4D软件所画出的超立方体,一种把常见立方体置放在四度空间的模拟结构。
欧几里得的《几何原本》(公元前300年),鲁珀特王子的谜题(1816年),克莱因瓶(1882年),《平面国》(1884年),布尔夫人的《代数的哲学与趣味》(1909年),魔方(1974年)及完美的魔术超立方体(1999年)
大概没有任何一项数学主题能够像四度空间一样,同时让大人与小孩都感兴趣。四度空间的方向感跟我们日常生活中所接触到的三度空间大不相同,神学家认定死后的世界、天堂、地狱、天使和人类的灵魂,都归属于四度空间,数学家和物理学家则时常在计算时使用四度空间。四度空间可以说是描述我们所处宇宙的最重要的基础理论之一。
超立方体相当于一般常见立方体在四度空间里的模拟,因此,通常写成hypercube以强调这是立方体在其他空间的模拟。如同立方体是把正方形拉进三度空间、并且在三度空间中维持正方形的特性,超立方体则是把立方体拉进四度空间后的成果。虽然很难凭空想象立方体如何被拉进一个与原本三坐标轴都相互垂直的空间中,但是,数学家还是可以利用计算机绘图发展出更适于说明高维度空间物体的解说方式。值得注意的是,立方体是由正方形的面所围成,超立方体则是由立方体的“面”所围成。我们可以用下表说明“这个物体”在不同维度空间所展现的点、线、面、体等特质。
“超立方体”这个字眼第一次出现在英国数学家辛顿于1888年所出版的《划时代的思想》(A New Era of Thought)一书中。曾因重婚罪而入狱的辛顿还有一件著名轶事—他宣称拥有一组彩色立方体可以用来刺激人们对于四度空间的想象。如果在召灵法会上使用这组彩色立方体的话,将可以协助人们看见鬼魂或是过世的亲人。 数学之书:数学史上250个里程碑式的发现