191.塞萨多面体
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※191.塞萨多面体
塞萨(ákos Császár,1924—)
1949年
塞萨多面体是目前仅知除了四面体之外,同样也是没有对角线的多面体;所谓对角线,意指以一条不是边却连接多面体两个顶点的直线。
柏拉图正多面体(约公元前350年),阿基米德不完全正多面体(约公元前240年),欧拉多面体方程式(1751年),环游世界游戏(1857年),皮克定理(1899年),巨蛋穹顶(1922年),雷姆斯理论(1928年),西拉夕多面体(1977年),连续三角螺旋(1979年)及破解极致多面体(1999年)
多面体是由多边形边与边相连后所组成的立体。那么,有几种多面体的任一对顶点都是用多面体的边相连呢?除了四面体之外,目前仅知道塞萨多面体而已,它是没有对角线的多面体。所谓对角线,意指不是以边连接多面体两个顶点的直线,譬如拥有四个顶点、六条边、四个面的四面体就没有对角线,它的边都连接了每一对的顶点。
最早提出塞萨多面体的,是匈牙利数学家塞萨。今日的数学家们已经透过组合数学(一门研究到底有多少种选取、排列物品方式的数学领域)理解除了四面体之外,所有没有对角线的多面体都一定有洞(或说是隧道),塞萨多面体也不例外(没有模型在手的话,确实不易想象)。就拓扑学上的分类而言,塞萨多面体等价于一个轮胎面(甜甜圈),有着7个顶点、21条边、14个面,可以与西拉夕多面体互为对偶,意指其中一个多面体的顶点会对应到另一个多面体的边上。
达林说:“现在还不能确定是否存在其他没有对角线、可以用边连接每一对顶点的多面体。如果有的话,下一个多面体会长成44个顶点、66条边、12个面再外加6个洞,一个似乎不可能完成的构造—那就更不用提这个奇幻家族中的其他成员,会有什么更奇怪的复杂结构了。”
加德纳也写文章为塞萨多面体的广泛层面应用注解:“在研究这如同骨架般奇特造型的多面体时,……(我们)发现它跟对边相连正方形上的七彩着色有某些显著的同构性质。这个课题与最小的‘有限射影平面’有关,与七位三胞胎女婴的古老谜题解答有关,与八支队伍锦标赛赛程安排有关,也与创造名为客房配对的新魔术方阵有关。” 数学之书:数学史上250个里程碑式的发现