彭罗斯拼板


彭罗斯拼板







操作说明:

尝试使用所有拼板进行密铺,并保证拼成的图案为一种颜色。

 密铺后所形成的图案,有没有规律呢?


产品简介:

1974 年,英国数学家彭罗斯发现了只用两块拼板就能进行平面的非周期性镶嵌。大部分家里铺设的瓷砖是正方形或者长方形的,它们之间通过平移、旋转等有规律地组合在一起,这就是周期性镶嵌。所以简单来说,没有规律的镶嵌就是非周期性镶嵌。 

虽然随着图案面积的不断扩大,小面积图案重复是不可避免的,但彭罗斯镶嵌是无规律的。这就是彭罗斯密铺的迷人之处。


补充材料:

罗杰·彭罗斯(Roger Penrose,1931年8月8日—),爵士,出生于英国科尔切斯特,英国数学物理学家、哲学家,诺贝尔物理学奖得奖者英国皇家学会院士牛津大学劳斯·鲍尔数学系荣休教授
罗杰·彭罗斯于1952年获得伦敦大学学院数学一等学位,1957年获得剑桥大学几何数学博士学位。在英美工作数年后,于1964年至1973年在伦敦大学伯贝克学院任教。1972年当选英国皇家学会院士。1973年至1998年任牛津大学劳斯·鲍尔数学系教授。1983年至1987年任职于莱斯大学。1994年被英国女王授予骑士爵位。1998年退休,成为牛津大学劳斯·鲍尔数学系荣休教授,同年被选为美国国家科学院外籍院士。2000年被英国女王授予功绩勋章,被封为爵士。2008年获得科普利奖章。2020年获得诺贝尔物理学奖
罗杰·彭罗斯主要从事于广义相对论量子力学等数学物理领域的研究工作,也涉及了科学哲学以及科普相关的工作。他在黑洞奇点方面的研究为人所知,此外他还提出了扭量理论宇宙监督假设、彭罗斯镶嵌等理论

彭罗斯拼板(Penrose tiles)是一种由英国数学物理学家罗杰·彭罗斯(Sir Roger Penrose)发现的非周期性铺砌图案‌。这种图案的特点是,当你无限地以不同的方向重复放置形状时,可以完全覆盖一个表面,但形成的图案永远不会重复,因为它缺乏平移对称性(translational symmetry)‌。以下是关于彭罗斯拼板的详细介绍:

  1. 发现背景‌:

    • 在彭罗斯之前,数学界普遍认为自然界不可能存在一种铺砌方式,即使用的形状可以无限地排列而不重复自身,这种铺砌方式被称为非周期性铺砌。然而,1964年,哈佛大学的罗伯特·伯格首次构建了一套包含大约20,426种不同形状的铺砌集合,打破了这一传统观点‌。

    • 彭罗斯在1970年代发现了三种不同类型的非周期性铺砌,他并不是发现这种特殊图案的第一人,但无疑是最受欢迎的一位,因为这种图案以他的名字命名‌。

  2. 具体特点‌:

    • 彭罗斯拼板是一种非周期性的几何图案,以其独特的魅力和无限的可能性著称‌。

    • 它利用特定的形状(如正五边形、五角星形、类似帆船的形状等)以不规则、非周期的方式延展,能够完全覆盖平面而不存在一个可重复的单元形‌

  3. 影响与应用‌:

    • 彭罗斯拼板不仅在数学和物理学领域引起了广泛关注,还对艺术设计产生了深远影响。设计师们以彭罗斯铺砌为灵感,创造出既美观又富有创意的作品‌

    • 这种非周期性的铺砌方式也启发了人们对空间几何的深入思考,为探索几何图案的无限可能提供了新的视角‌。

综上所述,彭罗斯拼板是一种具有独特美感和无限可能性的非周期性铺砌图案,它在数学、物理学和艺术设计等领域都产生了重要影响。




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