即時不分類 - 聯合新聞網 ( ) • 2024-03-16 09:08
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如果有人说「万花筒是一台科学仪器」,你可能会觉得莫名其妙吧?但其实,万花筒的发明人大卫‧布鲁斯特(David Brewster)是一位不折不扣的科学家、数学家,他被称为「现代实验光学之父」,万花筒就是在他的实验过程中激发灵感所诞生的。

他当时意外发现,两面镜子如果摆成一个V字形,中间的物品就会反复地出现,宛如教堂天花板上,众多天使往天神聚集的样貌。天使得一个个画,有了镜子,只要一位天使就可以了!仔细一想,的确是这样,万花筒里充满了数学原理,如果两面镜子的夹角是120度或30度,所呈现出来的对称样貌就完全不一样。

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布鲁斯特于是决定暂时放下手边的工作,先去做万花筒。据说,当年布鲁斯特发明万花筒后,短短3个月内伦敦、巴黎就卖出20万套,可惜他没有因此大赚一笔,因为多数万花筒都是盗版的。不过让科学家生气的不是没赚到钱,而是这些仿冒万花筒都没有经过缜密的数学计算,无法呈现对称之美,用数学的话来说就是:

如果两面镜子夹角不是360的因数,夹在镜子中间的画面便无法完整反射,进而失去对称效果;就好像随意切的披萨,如果有一块特别小或特别大,看起来就不对称。

为此,布鲁斯特索性不赚钱了!他直接写一篇论文,教各家盗版厂商如何运用数学来制作万花筒。

万花筒里的数学不仅止于因倍数,对称、角度、几何形状等等也都蕴含在这缤纷的色彩世界里,从布鲁斯特到现在过了200年,万花筒有更多不同的样貌。虽然许多都是艺术家的创作,但如同布鲁斯特当年给盗版商的数学课,更精致的万花筒,往往蕴含了更丰富的数学、科学知识。