彭罗斯阶梯究竟有多神奇?永远走不到尽头的楼梯,真实存在吗?

景铄看科技 2023-06-10 06:45:06

这个楼梯没有开始也没有终点,既没有最高点也没有最低点。只要踏上了这个阶梯,就要陷入无尽的循环,直到永远。

彭罗斯阶梯

《盗梦空间》中就借鉴了这个楼梯,《纪念碑谷》也可以通过简单的旋转,让不可能的路线变为可能。这一切都要感谢一位名叫罗杰·彭罗斯的数学家,以及他的父亲。

图片素材来源于网络

在罗杰很小的时候,父亲莱纳昂·彭罗斯就用木工和玩具来启发他的动手能力。直到20世纪50年代,罗杰在读硕士的时候,无意间看到了埃舍尔的画作,被那诡异的画面深深吸引。

回到家后,罗杰也尝试着画出一些奇怪荒诞的几何结构,同时也吸引了父亲莱纳昂。父子俩就一起联手,创造了一批看似不可能存在的建筑物与图形,并将这些画作发表在了心理学杂志上,并将论文寄给了埃舍尔。

图片素材来源于网络

其中最著名的除了彭罗斯楼梯以外,还有一个“彭罗斯”三角也被人们津津乐道。

更有意思的是,这个画家埃舍尔后来根据彭罗斯父子设计出的东西,还出了一幅有名的《上与下》。僧侣们在这个匪夷所思的彭罗斯楼梯上一圈圈的旋转,这也是《盗梦空间》中那个经典场景的来源。

到了2020年,罗杰彭罗斯获得了诺贝尔物理学奖,成为英国当代最有影响力的数学家和物理学家。

真实的彭罗斯阶梯

注意看,眼前这名女孩主持人小哥的示意下走上了楼梯,过程镜头全程跟随。结果在下一秒,她又出现在了楼梯下方,再次遇到刚刚的主持人。

图片素材来源于网络

可能是为了证明视频是真的,他又找来了一位黑人小哥。让黑人小哥先别动,自己亲自走下了楼梯,在此过程中镜头也是全程跟随的。没想到,他自己也从上层的楼梯走了下来。

2014年4月30日,这个视频刚被上传到了网上,就引发了网友们的广泛热议。很快就有人发现了视频的拍摄地,就位于纽约罗切斯特理工学院。

图片素材来源于网络

结果当地的学生把学校翻了一个底朝天,也没有找到视频中出现的楼梯。因此,人们也把这个楼梯称为“恶魔楼梯”。难道世界上真有鬼打墙?你顺时针走就会永远下楼,逆时针走又会永远向上走。

好了,别自己吓自己了,我们再仔细看一遍这段视频。视频虽然是随人跟拍,但拍摄角度显然是有意为之,就算使用视频剪辑软件中最基础的蒙版工具,也很容易对其动手脚。

事实也正是如此,原作者眼看事情发酵地越来越大,于是就站出来澄清。原来他就是这所学校的一名电影与动画学院的学生,所谓的彭罗斯楼梯,就是他利用拍摄和后期进行制作的。

图片素材来源于网络

彭罗斯阶梯的合理性

事实上,就像二维生物感受不到z轴的厚度一样,同样的,我们在三维空间内也体会不到这种彭罗斯阶梯的概念。

当我们的眼睛看到这个所谓的彭罗斯阶梯时,由于一些明暗和光影的干扰,我们的眼睛和大脑实际上看到的画面并不是完全重叠的。

图片素材来源于网络

如果我们把彭罗斯阶梯硬生生地搬到现实中之后,换个角度就会发现,这最后一节阶梯是没办法与第一节阶梯重合的。

正因如此,彭罗斯阶梯是数学上著名的一项悖论,只有在理论上是存在的,但是在三维空间中,人们根本造不出来理想中的彭罗斯阶梯结构。

这就像莫比乌斯环和克莱因瓶一样。据说克莱因瓶是一个永远都装不满的瓶子,即使你把地球上所有的水都装不满它。

图片素材来源于网络

但如果你仔细地看看它的构造就会发现,克莱因瓶根本就没有我们传统意义上的内外两侧,它的内侧就是外侧,外侧就是内侧。因为它根本就是一个虚拟意义上的东西,以人类现在的科技根本就做不出来,也就不存在装满和装不满。

最简单的例子就是莫比乌斯环。这个东西很好做,拿出一张纸,裁一根长条,把其中一面用黑笔画一条线做标记,然后把纸扭转一圈,首位粘合在一起,一个莫比乌斯环就做好了。

有人说莫比乌斯环永远没有尽头,无论从圆环上的哪一点出发,最终都会回到最初的起点。这是因为莫比乌斯环只有一个面,并没有内环和外环之分,自然也就没有起点和终点。

图片素材来源于网络

有人很好奇,就凭这个悖论怎么能获诺贝尔奖?事实上,罗杰·彭罗斯获奖的原因是因为他提出一种名为“微管蛋白”的蛋白质,它能既然人脑的某种潜意识水平。

这也就是人们常说的:于事不决,量子力学。因为量子力学很有可能就是在一时的产生中起到了关键作用。

0 阅读:17