中世纪的伊斯兰教瓷砖揭示了数学上的悟性


作者:Jeff Hecht(图片来源:科学)(图片来源:W B Denny)(图片来源:W B Denny)中世纪伊斯兰设计师在西方数学家发展这一概念之前至少500年使用了精细的几何图案几何设计被称为“girih”,被广泛用于装饰伊斯兰建筑,但直到现在才认识到模式中的高级数学概念美国马萨诸塞州剑桥哈佛大学的物理学家Peter Lu在访问乌兹别克斯坦时发现了15世纪的瓷砖,形成了所谓的彭罗斯几何图案学者们认为这是通过绘制一个带有直边和指南针的锯齿形网络来创造的但当鲁看着他们时,他认识到彭罗斯平铺的常规但非重复的模式 - 这一概念仅在20世纪70年代才在西方发展通过重复几个元素的单位单元,可以容易地生成简单的周期性图案,这是在平铺图案中广泛使用的技术,但是可能的旋转对称性是有限的 20世纪70年代,英国牛津大学的罗杰彭罗斯首次证明,“厚”和“薄”的菱形瓷砖可以覆盖一个平面,形成一个五重旋转对称的非重复图案 其他研究人员发现某些材料中的原子可以排列成类似的非重复模式,称为准晶体之所以称它们是因为它们具有明确的结构,但原子不像普通晶体那样均匀分布通过对有记录的中世纪伊斯兰建筑的档案搜索,Lu发现了大量具有准晶体图案的girih设计他还发现了建筑卷轴,描述了girih设计是如何从五个规则形状的瓷砖组装而成,包括蝴蝶结形状,菱形,五边形,细长六角形和十边形 “这些不是完美的准晶体,”他告诉“新科学家”杂志,因为这些图案显示出一些缺陷,其中单个瓷砖放置不正确他怀疑这些缺陷是工人将设计师指定的设计整合在一起的错误 “这只是3700 Penrose瓷砖中的11个缺陷,每个都可以通过简单的旋转进行校正,”他说五个girih瓷砖的装饰线条装饰在一起,形成规则的图案首次出现在公元1200年左右,这是伊斯兰数学开花的时候设计变得越来越复杂,到了15世纪,在伊朗伊斯法罕的Darb-i伊玛目圣地上发现了近乎完美的彭罗斯图案期刊参考:科学(第315卷,
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