在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,克萊因瓶是指無(wú)方向性的平面,比如二維平面,沒(méi)有“內(nèi)”和“外”之分。 在拓?fù)鋵W(xué)中,克萊因瓶是一個(gè)不可定向的拓?fù)淇臻g。 最早由著名數(shù)學(xué)家費(fèi)利克斯·克萊因提出,但克萊因的初衷是“Kleinsche Flche”,即克萊因平面,沒(méi)有內(nèi)外之分,但后來(lái)被稱為克萊茵瓶??巳R因瓶的結(jié)構(gòu)可以說(shuō)是一個(gè)底部有孔的瓶子,現(xiàn)在將瓶頸伸長(zhǎng)擰入瓶中,再與底部的孔連接。 與我們通常用來(lái)喝水的杯子不同,這個(gè)物體沒(méi)有“邊緣”,它的表面也沒(méi)有盡頭。 與球體不同的是,蒼蠅可以直接從瓶?jī)?nèi)飛到瓶外,無(wú)需經(jīng)過(guò)表面,即沒(méi)有內(nèi)外之分。 正因?yàn)槿绱?,克萊因瓶永遠(yuǎn)不會(huì)裝滿水。

克萊因瓶無(wú)法在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn),現(xiàn)在我們看到的克萊因瓶其實(shí)是贗品。 你會(huì)發(fā)現(xiàn),我們看到的克萊因瓶肯定是和自己相交的。 用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)說(shuō),這樣得到的克萊因瓶在三維的實(shí)現(xiàn)就是克萊因瓶在三維的浸入。但實(shí)際上,真正的克萊恩瓶子的瓶頸是通過(guò)第四維度與瓶底相連的,不需要穿過(guò)自身,也不會(huì)與自身相交。 我們可以看到它對(duì)“非定向平面”的定義。 這種瓶子完全沒(méi)有內(nèi)外之分,無(wú)論穿透曲面的哪個(gè)位置,到達(dá)點(diǎn)仍然在瓶外,“外面沒(méi)有里面”奇怪的東西。

這是一個(gè)三維的概念對(duì)象,所以它只能存在于四維空間中,不能嵌入到三維空間中。 如果一定要在三維空間展示,它的瓶頸只能通過(guò)它自己。 這是三維空間一種不能順利表達(dá)的妥協(xié),但它違反了克萊因瓶的定義,所以市面上的克萊因瓶都是假的。

因?yàn)檎嬲目巳R因瓶是通過(guò)第四維度與瓶底相連的,所以永遠(yuǎn)無(wú)法裝滿,哪怕你把大海放進(jìn)去。