華裔工程師發明的廉價玩具上了谷歌熱搜第一，它還藏著量子世界的秘密

2023-04-01 04:56:05 2

普通玩具能涉及量子力學嗎？

來源:將科學帶回家

身份證:蒸汽叉

作者:齊軍

編者:八篇文章

你還記得這個小商品市場和小學生經常玩的迷你彩色橡皮筋嗎？

-1。-你認為這只是女孩扎頭髮的小工具嗎？

事實上，它現在已經成為一個擁有大量遊戲的大企業。它的狀態類似於皮條客版的樂高。有一段時間，它甚至比樂高還要熱。

重要的是，它是一種非常強大的拓撲結構，在量子力學中也起著重要的作用。

張煌·君君和彩虹織機織成的衣服

這個看似不起眼的橡皮筋玩具叫做彩虹織機。它的發明者是一名美籍華人汽車工程師。

馬來西亞華人張煌完成了他的機械工程科學，在製造彩虹織機之前是一名日產測試工程師。但是在2010年，他的生活因為這些小橡皮筋而改變了。

彩虹織機

當時，黃的兩個女兒正在用這種橡皮筋製作手鐲。父親想加入兩個女兒的行列，但發現他的手指太粗，無法插入小圈。因此，他用圖釘做了一塊木板以方便編織。他的兩個女兒立刻愛上了他父親的發明。

彩虹織機廠

後來，張煌拿出家裡僅有的1萬美元積蓄，找到中國工廠生產一批彩虹織機。2011年，他開始銷售，但起初銷售並不好，因為玩家不知道如何使用它。

彩虹編織娃娃

所以他開始和女兒製作視頻，並把它們掛在網上。到2012年夏天，他們的彩虹織機著火了。在短時間內，大量的彩虹織布機視頻和網絡紅出現在油管上。《紐約時報》和《衛報》等主要媒體都前來採訪。

——6——在接受《衛報》採訪時，張煌穿著一件用彩虹織機織成的外套。

2013年，彩虹織機成為谷歌搜索最多的玩具，也被英國廣播公司評為世界最著名的玩具。

威廉王子、凱特、貝克漢姆、小麥和其他名人都是彩虹織機的粉絲。彩虹織機流行後，黃辭職，並在他的密西根州的家中成立了一個彩虹織機公司。2014年，彩虹針織機在全球銷量超過800萬臺，張煌駿的「駿設計有限公司」估值也升至1.36億美元。

像預期的那樣，這種有趣的玩具被禁止了。

2013年，紐約的兩所學校禁止了彩虹織機，因為它讓人上癮，以至於孩子們在課堂上編織。他們無意學習，課後也沒有出去玩。後來，佛羅裡達的一所學校也對彩虹織機實施了嚴格的限制。

張煌·君君和彩虹織機編織的狗

說實話，為什麼學校要禁止這個比ipad更容易上癮的遊戲呢？此外，彩虹織機不僅是訓練小手而不傷害小眼睛的好工具，也是一個很好的拓撲教具。

-這些學校中 80%的教師不知道彩虹織機編織的玩具在拓撲上屬於布魯尼安鏈。

數學家赫爾曼·布魯恩在1892年首次討論了這一鏈條，因此項圈以他的名字命名。國內數學界還沒有給它一個正式的翻譯，所以我們不妨稱它為布倫南鏈，不要把它和它的發音聯繫太多。

在拓撲學的結理論中，單個環稱為結。由兩個或多個環組成的不可分的結構稱為鏈。

最簡單的鏈是有兩個環的霍普夫鏈。

霍普夫鏈

奧林匹克五環和自行車鏈是由霍普夫鏈組成的。霍普夫鏈的結構有一個特點，就是如果去掉任何一個環，鏈就不能完全斷裂。

-12。-但布洛涅鏈不是這樣的。

在布朗鏈中，任何兩個環實際上都是分開的。這很容易驗證。請看下圖，每個環實際上不是被壓在另一個環上，就是被壓在另一個環上，但是它沒有被任何環套住。

這就引出了一個性質:布魯恩鏈是一種結構，在這種結構中，只要環中的任何一個被消除或切斷，所有的環都是分散的。

顯然，彩虹織布機編織了一種布倫鏈，因為任何兩個橡皮筋沒有綁在一起。布倫鏈的本質意味著它有一個致命的弱點:只要你在彩虹織布機織成的手鐲上剪下任何一條橡皮筋，整個手鐲就會散架。所以不要光著膀子穿彩虹編織背心，畢竟你不想用拓撲學來強迫警察解釋橡皮筋也可以做成衣服。

-14歲。-除了布洛涅鏈，布洛涅辮子。例如，最常見的辮子是一種布倫辮子——只要去掉任何一根，辮子就會散開。

-15歲。信不信由你？你看，只要紅色、藍色和黑色的辮子被去掉，剩下的兩根辮子實際上是分開的。

Brun鏈還有一個神奇的特性:在3個環和倍數的條件下，環之間可以形成無限多種交叉變體。例如，三個環可以有以下種類-

171世界上許多圖標和LOGO實際上都是布洛涅鏈。例如，建於6世紀印度南部欽奈的Marundheeswarar神廟有16條交叉的布洛涅鏈，由3個環組成，代表溼婆神。

馬倫德希斯瓦爾寺廟早午餐連鎖店圖片來源:(DOI):10.1007/s1204000047

說到布洛涅鏈，我們必須提到一種特別有趣的布洛涅鏈——博羅門環。這個遊戲沒有官方翻譯，所以我們不妨稱它為菠蘿蜜戒指。

波羅門環

菠蘿蜜環是一種布倫鏈，也是最簡單的布倫鏈。

菠蘿蜜戒指的名字來自波羅莫家族，一個在13世紀佔統治地位的古老義大利家族。

摩納哥的格雷斯·比阿特麗斯·波羅莫(右)是波羅莫家族的後裔。

在我的天才女友中，波羅米歐家族與索拉拉家族、美第奇家族和羅森塔爾家族相似。他們有各種各樣的錢和戰壕。現在米蘭的許多城堡都是他們家族的後裔。摩納哥當代優雅的姓氏是Polomio。波羅米歐島是義大利馬焦雷湖的著名景點，大部分屬於她的家族。

波羅米安群島是義大利馬焦雷湖的著名景點，是波羅米奧家族的財產。

波羅米歐家族徽章左下角的頭頂上有一個帶大袋子的菠蘿蜜戒指。你看到了嗎？盛氣凌人的總統家族的菠蘿蜜戒指有點可可味。

波羅莫家族的肖像來源:維基百科

菠蘿蜜戒指是一個有著悠久歷史的象徵。阿富汗的文化遺蹟、北歐神話和中世紀基督教的三位一體標誌也有博羅米爾環的結構。國際數學聯盟的標誌也是一個菠蘿蜜戒指。

國際數學聯盟標誌

菠蘿蜜戒指有一個神奇的特性:如果其中任何兩個被套在一起，第三個戒指會自動離開三角形。你可以用回形針做成的戒指很容易地驗證這一點。

菠蘿蜜戒指實際上可以分解成女孩的辮子。如果三根辮子連在一起，它們就會變成菠蘿蜜環。

我知道一些小學生會問靈魂的問題:這齣戲有什麼用？

布倫鏈的性質在化學中有重要的應用。在合成化學中，各種各樣的結和鏈是很難合成的，而且具有布魯恩鏈結構的蛋白質也很少。

歷史上第一枚菠蘿蜜戒指是由紐約大學的納德裡安·西曼成功合成的。這個朋友用DNA做了一個。自此，DNA納米技術誕生了。

納德裡安·西曼製造的DNA菠蘿蜜環示意圖

照片來源:(doi)10.1038/386137b0

布魯恩鏈和量子力學也有神秘的交集。

1970年，俄羅斯物理學家維塔利·埃菲莫夫(Vitaly Efimov)預言，三個玻色子(在量子力學中，粒子分為玻色子和費米子)可以形成穩定的量子束縛態，但其中兩個或兩個並不相互束縛，很像菠蘿蜜環。

2006年，Efimov的預測得到了超低溫銫原子氣體的證實，因此這一現象被命名為Efimov效應。這讓物理學家沸騰了。還有其他本質上也是布倫鏈的量子束縛態嗎？

如果是這樣的話，我們將能夠創造出世界上從未見過的各種新分子，新世界的大門將會打開。量子力學和拓撲學的交叉如此有趣嗎？

–布倫連鎖店的一種社會關係:麻將。

如何證明麻將是布倫連鎖店？

-三次還差一次？

沒有標記的圖片來源網絡。

動態地圖的來源和參考存儲在石墨中:

https://shimo.im/docs/lJFbxvrPgmkGCD8M/

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