物理学家创造了世界上最困难的迷宫

知新了了 2024-07-02 09:31:52

代达罗斯本可以从英国和瑞士的物理学家团队那里学到一些东西。

他们从分形几何和国际象棋的策略游戏中汲取原理,创造出了他们所说的有史以来最难的迷宫。

在英国布里斯托尔大学物理学家菲利克斯·弗利克的带领下,这个研究小组在阿曼-比克尔平纹图案中产生了被称为汉密尔顿循环的路线,产生了复杂的分形迷宫,他们说,这些分形迷宫描述了一种被称为准晶体的奇特物质形式。

它的灵感来自于一个骑士在棋盘上的移动。

“当我们观察我们构建的线条的形状时,我们注意到它们形成了令人难以置信的复杂迷宫。随后迷宫的大小呈指数级增长,而且数量无限,”弗莱克解释说。

“在骑士之旅中,棋子(向前跳两个方格,向右跳一个方格)在返回起始方格之前只访问棋盘的每个方格一次。这是‘汉密尔顿循环’的一个例子,即通过地图的循环只访问所有停止点一次。”

准晶体是一种在自然界中极其罕见的物质形式。它们是固体中有序和无序晶体的奇怪混合体。

在有序的晶体中 —— 如盐、钻石或石英 —— 原子以非常整齐的模式排列,在三维空间中重复。你可以把这个晶格的一部分叠加到另一部分上,它们就会完美地匹配起来。

无序的或无定形的固体是指其中的原子都是乱糟糟的。其中包括玻璃和一些通常在地球上找不到的冰。

准晶体是一种原子形成图案但图案不能完美重复的材料。它可能看起来非常自相似,但模式的重叠部分将不匹配。

这些看起来相似但不相同的图案,非常类似于称为非周期平铺的数学概念,它涉及不完全重复的形状图案。

著名的彭罗斯拼图就是其中之一。Ammann-Beenker拼图是另一个例子。

弗莱克和他的同事,英国卡迪夫大学的物理学家Shobhna Singh和瑞士日内瓦大学的Jerome Lloyd,利用一组二维Ammann-Beenker拼图,生成了他们认为描述准晶体原子模式的汉密尔顿循环。

他们生成的周期只访问准晶体中的每个原子一次,将所有原子连接在一条直线上,这条直线永远不会交叉,而是从头到尾干净利落地持续下去。这可以无限缩放,生成一种称为分形的数学模式,其中最小的部分与最大的部分相似。

这条线自然产生了一个迷宫,有起点和出口。但这项研究的意义远不止让用餐时坐立不安的孩子开心。

首先,找到汉密尔顿循环是非常困难的。一个能够识别汉密尔顿量的解决方案有可能解决许多其他棘手的数学问题,从复杂的寻路系统到蛋白质折叠。

有趣的是,这也暗示了通过吸附来捕获碳,这是一种工业过程,通过将液体中的分子粘在晶体上来吸收它们。如果我们能在这个过程中使用准晶体,那么柔性分子就可以沿着汉密尔顿循环更紧密地包裹自己。

Singh说:“我们的工作还表明,准晶体在某些吸附应用方面可能比晶体更好。”

“例如,弯曲分子将找到更多的方法降落在准晶体的不规则排列的原子上。准晶体也很脆,这意味着它们很容易碎成微小的颗粒。这使它们的吸附表面积最大化。”

如果你碰巧有个牛头怪需要藏起来,现在,我们知道有人能帮上忙。

这项研究发表在《物理评论X》上。

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22 阅读:6569
评论列表
  • 时光 13
    2024-07-12 06:56

    一直很疑惑一个问题,假设一个迷宫模型中只有一条通道,无论这个迷宫多么复杂,只要我们把它住满水后加压或者通电,几乎是瞬间水或者电流就会从这唯一通道中流过,我们只要能观测到水流的途径就能找到迷宫的通道,但这是为什么呢?自然是怎么做到瞬间破解迷宫的呢?

    love小琦 回复:
    因为要找到出口,那么必须铺装了包含进口和出口的路,所以实际上是在铺装水流/线路过程中就已经筛选出来了,这时候在加水流或者电流只不过是给你树立正确的方向指导而已,而不是它找出来的路
    图南 回复:
    正确的通道气压差或电势差最明显,而气压差、电势差的变化是很快的
  • 2024-08-03 21:14

    理论物理学进展缓慢(倒退)的原因:::::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象,不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变预测真实显然不能冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用,号称证明当然是斯坦骗术。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,明确反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。

    Phil Collins 回复: Ydccaep
    认识我的后脑勺你就做不到了,认识你的后脑勺只需要幼儿园知识
    Ydccaep 回复:
    你可以穷则思变一下,你需要创造多少假说能认知自己的后脑勺呢???
  • 2024-07-02 17:08

    靠着一边一直走

    力叔 回复:
    二维迷宫用左手或右手定则,三维迷宫可以手绘模形,会变化的无解
    hylong 回复:
    出口不在边上,靠边走就可能一直在外面绕圈。
  • 2024-07-04 03:06

    时空构造越复杂,维度层次越高级。

  • 2024-07-03 01:20

    放一只老鼠进去,看看它能不能找到出口

  • 2024-07-02 22:23

    如果是最困难迷宫肯定就是伪科学了。科学是越学越简单,越容易而不是越难

    最菜的菜鸟 回复:
    ????简单的早就被攻克了,剩下的自然就是难的了。。。。。。你这属于臆想
    动漫专属 回复:
    我说宇宙无穷大,科学家挖空心思用尽手段证明宇宙有限大。我的简单,科学家的复杂,是否能说明我说的是科学,而科学家们就是在扯淡?
  • 2024-07-06 20:07

    这次小编的选的材料可以啊

  • 2024-07-14 08:46

    是不是最强迷宫不重要,我这密集恐惧犯了

  • 2024-08-03 21:14

    悖论斯坦五大骗术V2:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。搞些莫名其妙的虚幻数学“相对时空”数学“质量”数学“能量”。相对速度是无穷多的,哪有高低速之分?还编造一个绝对速度钉子户?力与质量需要宏观微观两套规则? ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以必然有的认知进化祸害绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,两朵乌云不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人知道真假,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),用解释稀奇谎称证明且无耻于悖论(已有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,虽异常艰难但绝不应包容悖论欺骗!)

  • 2024-07-02 12:44

    脑壳都看昏了

  • 2024-07-20 21:35

    化为中国象棋,就是马怎么走到棋盘每一个位置?

  • 2024-08-21 16:37

    让章鱼去挑战,章鱼的智商是个谜

  • 2024-09-21 00:06

    搞假说不是科学!骗子都喜欢创造假说:::概念马,不是真马,也不是假说,是唯物主义形而上学,用于表达真马!想知道能不能趟过一条河,观测归纳就行了。搞假说想干啥???证明能过河当然是骗。“光速不变”是地地道道的猜测真实,是创造假说,且违背相对速度自然真理,证伪没人承认吗???黎曼几何公设是形而上学,不稀奇,不是假说,无中生有的创造假说必然是骗!———不知道哪个骗子能用10000个假说认知自己的后脑勺???

  • 2024-09-21 00:07

    证明真理/理论是不是骗术???真理理论是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。

  • 2024-09-29 15:10

    左右手法则只适用最简单的平面迷宫,可以理解为是二维的;复迷宫是三维的,会形成闭环,左右手法则在三维迷宫里会绕圈子,永远走不出去

  • 2024-07-12 11:40

    放游戏里是不是得玩上三天三夜走不出去?

  • 2024-07-23 13:27

    呸,给你几十万读书,你搞个图片出来

  • 2024-08-21 16:36

    从入口倒水出口就流出来了[并不简单]

  • 2024-09-10 18:43

    别动不动就世界上最什么,史上最什么,很低级

  • 2024-07-16 16:14

    这个迷宫的解法其实很简单,它甚至没有岔路。问题就在这里,它要走遍所有的线。这个图的意义就是如何把一条直线盘成无限可生长的样子。

  • 2024-08-17 19:13

    马走“日”先竖后斜,