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《盗梦空间》里的彭罗斯阶梯真的走不到头吗?

发表于 2018-12-7 01:51:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
  彭罗斯阶梯是一个几何悖论,一个四角的楼梯,不论是向上走还是向下走都永远没有尽头,当然这只是想象中的,在三维空间里是不可能存在的。《盗梦空间》中也出现过彭罗斯阶梯,无限循环其实是视觉上的错觉。
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  一、盗梦空间彭罗斯阶梯

  彭罗斯阶梯真实存在吗,只存在于视觉上的错觉

  在电影《盗梦空间》里面的清醒梦境中也曾出现过这个彭罗斯阶梯,Arthur展示给Ariadne看的奇怪阶梯,以及Arthur绕到佣兵背后的楼梯间,这是一座无限循环的阶梯。四条楼梯,四角相连,但是每条楼梯都是向上的,因此可以无限延伸发展。

  彭罗斯阶梯真实存在吗,只存在于视觉上的错觉

  本来这些对象不可能实际在三维空间构造出来,这种不可能出现的物体来自于将三维物体描绘于二维平面时出现的错视现象。因为这些错视和观看角度密切相关,可以利用计算机3D绘图做到很接近的程度。

  彭罗斯阶梯真实存在吗,只存在于视觉上的错觉

  其实彭罗斯阶梯在现实三维世界也是可以存在的,前提是台阶多个面不是水平的,整个物体的底也不在一个水平面上,只不过有些人总把彭罗斯楼梯想像成都在水平面上,所以认为它不可能,其实它有很多波浪面。

  二、彭罗斯阶梯现实并不存在

  彭罗斯阶梯真实存在吗,只存在于视觉上的错觉

  彭罗斯阶梯是一个有名的几何学悖论,指的是一个始终向上或向下但却走不到头的阶梯,可以被视为彭罗斯三角形的一个变体,在彭罗斯阶梯上永远无法找到最高的一点或者最低的一点。

  彭罗斯阶梯真实存在吗,只存在于视觉上的错觉

  彭罗斯阶梯由英国数学家罗杰·彭罗斯及其父亲遗传学家列昂尼德·彭罗斯于1958年提出。彭罗斯阶梯不可能在三维空间内存在,但只要放入更高阶的空间,彭罗斯阶梯就可以很容易的实现。

  彭罗斯阶梯真实存在吗,只存在于视觉上的错觉

  在这个神奇的图中,人一直在沿着台阶往上走,但是却一直在同一个水平面上打转转。他可以永远地沿着它转圈,但却总是在向上攀登,而且一次又一次地回到他原来的位置。只是由于我们的眼睛受图画的迷惑而认为这种台阶是存在的,而这些不可能形体正是它在视觉上的类似产物。

  彭罗斯阶梯(Penrose stairs)是一个有名的几何学悖论,指的是一个始终向上或向下但却走不到头的阶梯,可以被视为彭罗斯三角形的一个变体,在此阶梯上永远无法找到最高的一点或者最低的一点。彭罗斯阶梯由英国数学家罗杰·彭罗斯及其父亲遗传学家列昂尼德·彭罗斯于1958年提出。

  彭罗斯阶梯(Penrose Step罗杰.彭罗斯)是著名的数学悖论之一。如右侧图所示。在这个神奇的图中,人一直在沿着台阶往上走,但是却一直在同一个水平面上打转转。

  如果说帕特对存在着那样的不动点感到惊奇的话,那么他将对这样的台阶更为惊奇。他可以永远地沿着它转圈,但却总是在向上攀登,而且一次又一次地回到他原来的位置!这可能吗?不可能!只是由于我们的眼睛受图画的迷惑而认为这种台阶是存在的.而这些不可能形体正是它在视觉上的类似产物。

  这个“不可能台阶”是由英国遗传学家列昂尼尔·S·彭罗斯和他的儿子数学家罗杰尔·彭罗斯发明的,后者于1958年把它公布于众,人们常称这台阶为“彭罗斯台阶”。荷兰画家莫里茨·埃舍尔对此深感兴趣,他在他的石版画“攀高和下行”中充分地利用了“彭罗斯台阶”。

  《鬼吹灯》中出现了很多怪异的事情,就像悬魂梯这样的诡异迷宫,似乎能够让人永远在一个地方打转,但是悬魂梯这样梯子真的存在吗?不禁让人怀疑,其实在现实中科学家们也是在研究悬魂梯,也就是彭罗斯阶梯,是一个著名的数学悖论,虽然在二维成立,但是在三维目前还是没办法做到的。

  一、鬼吹灯悬魂梯其实是错觉

  看到鬼吹灯里面的悬魂梯,就感觉遇到了鬼打墙。确实,如果一个人在同一个地方一直打转,也会怀疑自己是遇到了鬼打墙,不过在现实中这样的事情也会存在吗?悬魂梯到底是怎么样的原理呢?在现实中,悬魂梯其实就叫彭罗斯阶梯,也加潘洛斯阶梯,一个著名的数学悖论,就如同莫比乌斯环、克莱因瓶这样的存在。

  鬼吹灯中的悬魂梯一共有二十三层石阶,其设计原理已经失传千年,不过现在悬魂梯的设计原理已经被解开。点落差180cm,总长3600cm或7200cm或更长,反正是越长越好,A点为最高和最低点,要利用弯道,才能上升或下降不被人所察觉,梯道内墙壁或石壁的渲染要体现是走直线的,这一点很关键。

  悬魂梯的外弧要都是一样的形状和角度,并可以设计出入口,迷惑入梯者用。假如有岔路,不论是分岔的还是汇合,那么那个月牙形标记不就要一分为二或二合为一了?那不就会发现同一台阶有两个标记?而且为了产生直线的错觉,偏移的弧度肯定很小(不像图中那么夸张),但是偏移弧度越小这两个月牙标记就势必离的越近,极容易被同时发现。

  另外,既然后来的岔路形成了一个圈,而与来自入口的那条路又相连,那么如果一开始从入口就顺着某一侧的墙壁走,不论顺着哪边的墙壁都最终能发现这个岔路口。而且如果是在绕圈子,凭指南针不就可以发现方向的变化了吗? 不断的向下走又回到原地?原文的意思就是说台阶的高低落差很小,以至于一直在平地走却以为在上下楼?我个人认为凭重力感,地面倾斜感,和攀登难度是可以觉察到的,但也不排除该解释合理的可能。悬魂梯其实就是当今盛传的潘洛斯阶梯。

  二、悬魂梯的原理

  悬魂梯并非只是视觉效果,在现实环境中也可以做得出来,假设东面为起点向南走,假设每阶楼梯落差是17厘米,我们把起点的下一阶楼梯水平面微微往上斜1厘米,这么细小的变化人在黑暗中是根本体会不到的,那么有23阶楼梯,每阶其实都是斜一厘米的,总共往上斜了23厘米,减掉落差17厘米,实际上人是往上走了6厘米,再换到西面,还是往上斜1厘米,走完23阶实际上又往上走了6厘米,加起来就是12厘米,再转到北面,前22阶楼梯都往上斜一厘米,最后一阶直接落在起点上,因为起点是平的,那么实际上这一段只斜上去22-17等于5厘米,加上前面的6+6的总和12厘米正好又是17厘米,如此循环下去,永远走不完。

  三、现实版悬魂梯——潘洛斯阶梯

  潘洛斯阶梯,又名潘罗斯阶梯、彭罗斯阶梯,由英国著名数学物理学家、牛津大学数学系名誉教授潘洛斯提出。潘洛斯阶梯是:四条楼梯,四角相连,但是每条楼梯都是向上的,因此可以无限延伸发展。在三维世界中不可能出现。悬魂梯真的存在吗?

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