決して満たされないクラインの壷はどのような形をしているでしょうか? ｜エキスポデイリー

決して満たされないクラインの壷はどのような形をしているでしょうか?

クラインの壺は、位相幾何学において特別な意味を持つ数学的構成と幾何学的物体です。このボトルの構造は、ボトルの底に穴があり、ボトルの首が延長されてボトルの内側にねじ込まれ、底の穴に接続されていると説明できます。

クラインの壷の設計はもともと数学者フェリックス・クラインが提案したものだが、彼が最初に提案したのは「クライン平面」であり、後に誤ってクラインの壷と呼ばれるようになった。

位相幾何学では、クラインの壺を「コンパクトな非方向性表面」と呼びます。これは、閉じた面と見なすことができ、方向の概念がないことを意味します。このオブジェクトには内側も外側もなく、「エッジ」もなく、その表面は終わることがありません。クラインの壺を対称線に沿って切ると、2 つのメビウスの帯が得られます。

ショッピングアプリを開いて「クラインの壷」を検索すると、実体化したクラインの壷を見ることができますが、これは「本当の姿」ではありません。クラインの壺は、3次元から4次元への飛躍を体現しており、これは3次元の生き物である人間には作り出せないものです。

クラインの壷に水を注ぐと、水は表面に沿って流れ、クラインの壷の表面は連続しているので、水は表面全体を満たすまで流れ続けます。しかし、クラインの壺は方向性がないため、どの部分が上で、どの部分が下かを判断できず、水は流れ続け、満たされることはありません。この特性は、トポロジーにおける重要な概念を示しています。つまり、形状の特定の特性は、連続的な変形下でも不変のままであるということです。

画像出典: veer gallery

毎日できる視力を改善する簡単な方法があります

まばたきは眼球を潤すだけではありません。私たちは必要以上に頻繁に瞬きをしています。私たちは起きている時間の約 10% を目を閉じてまばたきしながら過ごします。目を閉じると神経活動は低下しますが、次のまばたきで神経活動がより高いレベルに回復し、視力が向上すると考えられています。

新たな研究では、ロチェスター大学の神経科学者らが12人の被験者にスクリーン上でコントラストの異なる画像を見せ、高解像度の視線追跡装置を使ってまばたきが視覚に与える影響を研究した。

研究者らは、被験者が画面を見つめているときと比べて、まばたきをすると網膜に当たる光の強度が調整され、視覚入力信号が強化されることを発見した。研究者たちは、被験者にまばたきをするように指示されたときと、被験者が自発的にまばたきをしたときの両方でこの現象を観察しました。違いは、過去の研究では実際のまばたきだけが注意力を向上させることがわかったのに対し、この新しい研究では、まばたきをシミュレートする照明の変化によっても一時的に視力が向上することがわかったことです。

「まばたきは一般に信じられているように視覚処理を損なうものではなく、むしろ視覚感度を向上させる」と研究者らは述べた。

さらに研究者らは、瞬きは、視覚に空間的および時間的なマーカーを追加することで視覚を形成する超高速サッカードリフトや眼球移動などの他の不随意眼球運動と同様に、視覚情報を再フォーマットするのに役立つことを発見した。

電子馬牧場でサイバーハムスターになる

何かを集めたからといって、それをマスターしたというわけではありません。

デジタルハムスターとは、デジタル情報を蓄積することに熱心な人のことを指します。今日のインターネット時代では、緊急時や後で読むために見逃せないオンライン リソースをほぼすべての人が収集していますが、忘れられてしまうことがよくあります。

私たちが収集した記事やビデオを簡単に忘れてしまう理由は、実は心理学で有名な記憶効果であるツァイガルニク効果によるものです。それは、人は完成されたものよりも未完成のものに対してより深い印象を抱くだろう、という意味です。つまり、達成したと思っていたことを忘れてしまう可能性が高くなります。

優れた記事や実践的な指導ビデオを見たとき、私たちにとって「記事を読む」ことや「実践する」ことは未完の仕事です。しかし、収集方法を考えると微妙な心理的変化が起こります。未完了のイベントは「記事/動画の収集」となり、収集することで終了となり、脳内に「イベントが完了した」という錯覚が生じます。

この時点で、ツァイガルニク効果が働き、脳は忘却プロセスを実行し始めます。「これらのものはすでにコレクションになっているのだから、なぜ覚えておく必要があるのか​​？ 忘れてしまったほうがましだ。まだ他にやるべきことがある！」

本当に役立つリソースを厳選して収集し、お気に入りを定期的に整理し、学習計画を立てて実際に行動を起こす...これがお気に入りが埃をかぶらないようにする最善の方法です。

地球の終わりは「放浪」する運命なのでしょうか？

太陽が死ぬと、太陽系とそこにあるすべてのもの（地球も含む）は認識できなくなるでしょう。しかし、私たちが故郷と呼ぶ惑星が死にゆく恒星に「飲み込まれる」のか、それともその支配から逃れられるのかは、時が経てばわかるだろう。

王立天文学会月報に最近発表された論文によると、水星と金星はほぼ確実に太陽に押しつぶされて飲み込まれるだろうと示唆している。木星の衛星のいくつかは移動したり粉砕されたりする可能性がある。地球については、生き残る可能性はあるが、残念ながら、たとえ地球が太陽より長生きしたとしても、居住には適さないだろう。その時、地球は大気と海洋を失い、居住可能な場所ではなくなるだろう。

地球、金星、水星が一緒に太陽に飲み込まれると、白色矮星となった恒星の周りを回る惑星は火星と4つの巨大ガス惑星（木星、土星、天王星、海王星）のみとなる。

現在、太陽は中心核で水素を継続的に燃焼しています。燃え尽きると、赤色巨星に膨張し、最終的には白色矮星になります。白色矮星は、すべての燃料を燃やした後の恒星の最終状態です。

そこで研究者たちは、白色矮星の近くを通過する小惑星、衛星、惑星に何が起こるのかを知りたいのです。研究により、これらの天体の運命は、白色矮星の巨大な重力によって引き裂かれ、さらに小さな破片に砕け散るという、極めて激しく破滅的なものになる可能性が高いことが判明した。しかし、地球は白色矮星に遭遇する前に、膨張する太陽に飲み込まれてしまう可能性が高い。

温かい日本酒、冷たいビール

私たちの好みは非常に科学的です。

アルコールの種類によって、ビールや白ワインは冷やして、赤ワインは室温近くまで温めて、日本酒は温めて飲むなど、好まれる飲用温度が異なります。最近、Matter誌に掲載された研究では、飲み物の「味」は温度によって変化する可能性があると指摘されている。

研究者らは、アルコール濃度が増加するにつれて溶液の接触角がどのように変化するかを測定した（接触角は液体の表面張力を測定する一般的な方法であり、液滴内の分子間の相互作用を反映することができる）。

結果は、接触角がアルコール濃度とともに直線的に増加するのではなく、異なる濃度で一連の不規則なプラトーを示すことを示しました。エタノール濃度が低い場合、エタノールは水分子の周りに四面体構造を形成しますが、濃度が増加すると、エタノールは鎖のように端から端までつながり始めます。

興味深いことに、研究者らは、エタノール溶液を冷却または加熱するとプラトーの消失または出現が観察されることも発見し、これらの傾向のいくつかはアルコールの味の知覚の違いを説明できる可能性がある。たとえば、38%～42% と 52%～53% のエタノール溶液 (酒類のエタノール濃度に相当) は、室温ではクラスター構造が異なりますが、高温になると、両方の濃度とも鎖状の構造が多くなり、より「エタノール」のような味になります。 5% および 11% のエタノール溶液 (ビールのエタノール濃度に相当) では、5 ℃ で鎖構造が大幅に強化され、四面体構造が大幅に減少するため、より強い「エタノールのような」味が生成され、アイスビールが好まれるようになります。

コンテンツは、中国科学普及博覧会Weibo、グローバルサイエンス、中国国家天文学、機械工学普及から編集されています。

この記事は、China Science Expo (kepubolan) に最初に掲載されました。転載する場合は公開アカウントの出典を明記してください