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  记者:王老师是从美国回来的,在美国呆了很多年,您在国外的时候,国外玩这个九连环的人多吗?

  王:国外这方面专门做研究的人,包括做收藏、做分析的协会都有。尤其针对益智玩具这方面,而且比较丰富。九连环就是里头非常非常显著或者说最引人注目的玩具。同时在很多益智玩具的国外文献里头,包括书籍里头,只要是谈到益智玩具,不管是东方西方的,总是拿九连环作为一个经典部分来论述,几乎把九连环作为益智玩具的象征,这是它的代表性体现。

  记者:您刚才说还有好多人还在研究它是吗?

  王:对。

  记者:这些都是什么人,是爱好者?

  王:像国外成立专门的益智的这些小组、协会,大部分成员都是数学家。因为这些益智玩具跟数学有很深奥的关系。

  记者:都是职业的数学家。

  王:对,都是职业的数学家,而且他们定期的有活动,定期的有研讨会,定期的还会出来很多跟益智或者是数学相关的题,来让大家,让世人或爱好者们去研究、解析它。

  九连环与数学之间是否存在某种关系?20世纪,著名学者李约瑟曾在他的《中国科技史》中论述过“中国九连环”之谜。当时,他错误地把九连环的起源归于古代的算盘,但他的另一个观点却得到了人们的共识:九连环与现代几何学的重要分支--拓扑学之间存在一定的联系。

  记者:我们怎么能够比较直观地来解释一下拓扑现象?

  王:拓扑学本身确实相对来说比较专,比较深奥,很难三言两语解释清楚,但拓扑现象我觉得可以用这个简单的小游戏,或者一种方式来展示一下拓扑现象是怎么形成的。一根绳子两手拽住。在不松开两手的前提下看你是不是能打结,无论你怎么绕这个圈永远也打不上,道理很简单,因为这是一个封闭的环,没有结头是不可能打上结,所以你看我再做一遍,但是如果用拓扑学的原理,我让它连续变形发生一些变化的时候它就打上结了。请您两只手各拽住我的绳头,注意其实我的两手并没有交叉,但是这边的连续变形发生变化了。

  周:这是连续变形变到你那儿去了。

  记者:我一拽就能拽出一个环来了。

  王:刚才说如果一个封闭的环你是没法打结的对吧,但是从拓扑学角度来说,你只要把你连续变形的位置摆好,就是如果你自己能够处于打结状态,那自然这绳就打结了。比如我举个例来讲,现在我先把自己形成一个打结的状态,这时候你就把这个绳结搁在我手的上边,这个绳结搁在我这只手这儿,绳子并没有打结,但是我自己的手打了一个结,最后的结果是什么呢?最后的结果是绳子也打了一个结,这也是一个典型的拓扑(现象)。

  周:这结就从胳膊上转移到绳上。

  王:就从胳膊上转移到绳上,刚才是从我这边转移到你那边,它就是一种连续变形。实际上这就是拓扑学现象里状态的转移,就是从一个状态转移到另一个状态,由此产生一个奇妙的现象,把不可能变成可能。而九连环里头很重要的状态的连续变化、连续的改变就是拓扑现象一个很经典的说明。

  周:再比如说马蹄锁,这个简单。

  记者:这是要干什么?

  周:你可以解一下试一试,这叫游离环,把这个游离环解下来,你可以试一试。

  记者:它两头都是鼓起来的。它不可能把这个环摘下来,

  周:看似不可能,实际可能,这就是拓扑的魅力,它作为一个整体,我们不破坏它,但我还要把游离环拿出来。这个部件叫马蹄,它的直径小于马蹄的宽度,这样是不可能下来的对吧。你看,现在连续变形,连续变形。

  记者:就这么简单。

  利用物体的连续变形来改变物体之间的相对位置,是连环类玩具的共性,而这恰恰是一种典型的拓扑现象。拓扑学,这门诞生于19世纪的的现代几何学科,古代中国那些连环玩具的发明者还不可能掌握它的原理,但是,这些不知名的发明家显然已对拓扑现象有了朴素的认识,他们由此解开看似复杂的连环,并且设计出更多的新式连环。

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(编辑:栗原来源:CCTV.com)