科学家发现新型凸五边形:互不重叠可无缝拼接

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　　三位科学家创下一个数学史上的里程碑：发现一种不规则五边形，可以在相互不重叠的情况下实现完美无缝拼接。研究人员在“砌平面”时发现这一新型不规则五边形，这是科学家迄今为止发现的第15种可以实现完美对接的不规则五边形，距离上一发现已有30年。

算上这次最新发现，已知共有15种凸五边形，或者说不规则五边形，可被用来“砌平面”。

　　在过去的一个世纪里，许多人挑战过用不规则五边形铺平面，但是鲜有人获得成功。上个月，冯-德劳编写的计算机程序为数学家伉俪发现第15种凸五边形奠定了基础。

　　新浪科技讯 北京时间8月26日消息，据国外媒体报道，美国华盛顿大学三位数学家近日运用计算机程序，发现一种新型不规则凸五边形，可以在相互不重叠的情况下实现无缝拼接。研究团队表示，在数学界，这一发现无异于发现一种新型粒子。


　　如今，瓦匠和浴室设计师可以奔走相告欢呼雀跃了。通常而言，规则的五边形地砖可被用来铺地板，在相互不重叠的情况下无缝铺满整片地板。来自华盛顿大学的数学家伉俪凯西-曼恩教授与妻子珍妮弗-麦克劳德-曼恩，运用其学生大卫-冯-德劳编写的计算机程序，在“砌平面”时发现一类新的不规则五边形。这是科学家迄今为止发现的第15种可以实现完美对接的不规则五边形，距离上一发现已有30年。该三人研究团队表示，在数学界，发现这种不规则五边形，无异于发现一种新型粒子。


　　这一研究将可应用于许多领域，如生物化学和结构设计。曼恩表示：“我们在自然界看到形形色色的结构，从晶体到病毒，都是由大量模块组成的，这些模块在几何学和其它动力学的作用下，相互紧密结合形成更大规模的结构。这一发现不但提供给我们一种铺地砖的全新模式，还将在其它领域发挥实际作用。这种新地砖的发现，让我们对平面上各种形状的切合模式有了进一步了解。”


三角形和正方形可以平铺的平面形状和大小非常有限；科学家已用数学公式论证，拥有超过六条边的凸多边形无法用来铺满一个平面。在过去的一个世纪里，许多人挑战过用不规则凸五边形铺平面，但是鲜有人获得成功。1918年，一位德国数学家发现5种不规则五边形，可被用来铺满一个平面；一位住在圣地亚哥的家庭主妇同样发现了5种此类凸五边形。科学家的此次发现，是30年来的首次。


　　曼恩和麦克劳德-曼恩是地砖与绳结理论领域的专家，他们夫妇自两年前来到华盛顿大学后，就致力于研究发现新型五边形。当绘制出一幅五边形地砖图片时，他们意识到自己解开了一个数学难题。麦克劳德-曼恩称：“我们一直在研究，希望发现新的不规则五边形，但一直未能成功。然而，就在大家开始绝望的时候，上个月，冯-德劳编写的计算机程序让我们看到了一线曙光。在预测是否会发现更多不规则五边形的问题上，我一直持谨慎观点。这次发现非常意外，它让我相信未来可能还会发现更多类似的五边形。”