魔方中的科学.pdf

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h1_klzl魔方中的科学李世春丑魔方的起源2詈3·成果简介·痛笱华东牧舷担丶蔧魔方，科学模型。科学隐喻20100一，魔方不仅仅是一个玩具，魔方可以作为晶体学、群论、晶体电子衍射、夸克、混沌和基因等多种科学领域的模型。Rub块；演绎出�种情形，对应�个边块；演绎出�种情形，对应�个面块。当���次褰啄Х剑�墒��和��玫剑琱���琱�����Ｗ楹蟞�髄����<222>��<221>��<220>��<211>��<210>��<200>��������������������������������������出�智樾危�杂�个角块；演绎出�种情形，对应�个第一类边块；演绎出�种情形，对应�个第二类边块；演绎出�种情形，对应�个第一类面块；������24������������24��������������������6������������6������������������������������������������������������������������N��������题。当魔方被转动后，转层内的小块的块位和色位要发生变化，设魔方转动前的状态为们，转动后的状态为���ゴ巫6�僮魑猺，则有汔�矗����和zl��h2��2�和���，��4��中国科学基金h2=��2=12=1国家自然科学基金科普资助项目������2003��3��25��������h2��2��，��l=l。厶�万方数据
Ⅱ嘲皿�RU]B����S�������保�粀4������������������5��������(5)����������������������������������������态。实际上，魔方被单次操作时，只有转层内的小块的状态才有变化，非转层内的小块的状态不发生变化。例如，对于三阶魔方，魔方被单次操作转动时，只有�鼋强楹�个边块的块位和色位发生变化。因此，对于每一次单次操作，只要描述了转层内的小块的运动就足以描述了整个魔方状态的变化。在单次操作的转动后，描述魔方小块运动的方程有两个，一个描述块位变化，一个描述色位变化，即(^��k���。���������蟆������������(6)������������������(hkl)��(^��k��是方向指数，前者描述小块转动前的块位坐标，后者描述小������������������������1����������������������程��莆I�环匠蹋�渲����，�和����琸�是固定在小块上的笛卡儿坐标系，前者描述转动前的色位坐标，后者描述转动后的色位坐标。对于三阶魔方，共有�个小块，角块的三个色面的交点是角块的特征点；边块的两个色面交线的中点是边块的特征点；心块的中心是心块的特征点。如果过魔方中心���悖�怪盵��方向把魔方切开，被切过的特征点称为切割斑点。对一定的晶体类型，满足结构因子的切割斑点，就是当电子����[hkl]������������������������������������物理学的夸克是看不见摸不着找不到的，魔方的夸克却是看得见摸得着的。魔方的夸克就是魔方����������������������������120������������角块被扭转��转，这对应于魔方的一个夸克；反方����������