这个环带连结了过去与未来

超级英雄系列电影近年广受大众喜爱,富有未来感的科幻特效与主角帅气矫健的身手,总是令人耳目一新、惊呼连连!然而在观看同时,你是否留意到融入部分场景的特殊元素也为影片加分不少,例如2019年《復仇者联盟4:终局之战》中钢铁人东尼史塔克成功利用电脑模拟时空的片段,就是使用莫比乌斯环的概念(图1)。

图1 《復仇者联盟4:终局之战》出现莫比乌斯环的片段(注1)

莫比乌斯环(Möbius Strip)是一个曲面结构,于1858年分别由莫比乌斯(Möbius)和利斯廷(Listing)独立发现。它製作的方法相当简单,只要拿张纸条把其中一端反转180度,再将两端相接黏合,就可以得到一个莫比乌斯环(图2)。莫比乌斯环具有非常特别的性质,一般的环带有分内外侧,不过如果你拿笔沿着莫比乌斯环的中线续持描绘,你将发现会绕完整个莫比乌斯环又回到起点,这说明了莫比乌斯环仅有一个面而没有内外侧之分,不仅于此,倘若你拿起剪刀沿着刚才描绘的中线进行剪裁,它并不会像一般的环带一分为二,却是变成扭转两次再进行接合的单一环带。

图2 莫比乌斯环

因为莫比乌斯环具有起终点相接却只有单面的性质,常被应用于文学与艺术创作呈现永续循环的概念,《復仇者联盟4:终局之战》就透过这个意象诠释时空的接合,连结了过去与未来,而荷兰着名版画艺术家艾雪(M. C. Escher)的作品「莫比乌斯环2(Möbius Strip II)」,则是利用莫比乌斯环上不断重复爬行的蚂蚁,暗喻世人平庸忙碌的一生,除此之外,莫比乌斯环也常使用于戒指的设计,象徵着永恆不灭的爱情。

图3 艾雪的作品—莫比乌斯环2(注2)

除了艺术和文学,建筑设计也常融入莫比乌斯环的概念,位于中国北京市的凤凰国际传媒中心(图4)就是一个极具代表性的例子,成为游客造访的景点,而台中工业园区入口的地标(图5)则是藉由莫比乌斯环的视觉意象,象徵工业区的永续发展,在晚上更有鲜艳的色彩交替投射,为台中的夜色带来特别的惊喜呢!

图4 凤凰国际传媒中心(注3)

图5 台中工业区地标及其夜景

感谢逢甲大学提供授权刊载本文,原文网址为 https://blogcastle.lib.fcu.edu.tw/archives/6124

延伸教材:逢甲大学磨课师《小数界大学问—翻转生活数学》,1-4 神奇的莫比乌斯带 https://youtu.be/YnY2-UIrFXU

  1. 截图自电影《復仇者联盟4:终局之战》

  2. 截图自 https://www.wikiart.org/en/m-c-escher/moebius-strip-ii

  3. 截图自 http://www.biad.com.cn/projectpost.php?id=226