Hobbyist entdeckt neue „Einstein-Form“, um mathematisches Rätsel zu lösen

  Eine farbenfrohe Sammlung vage dreieckiger 13-seitiger Formen, die alle in einem Muster ineinandergreifen, das nicht passt't repeat.

Eine neue Form ist gerade gefallen. Ist es ein sechsseitiges Anime-Liebesdreieck ? Ist es die Abwärtsspirale von Britische Politik ? Nicht ganz! Diese coole neue Form heißt „ der Hut “, und es sieht aus Art als hätte der Sprechende Hut ein Butterbier zu viel? Alkoholismus ist nicht gerade cool, und tbh Harry Potter ist es auch nicht mehr . Also, was ist der ganze Trubel um dieses seltsame kleine betrunkene Badfliesen-Hut-Ding?

Nun, das Besondere an „dem Hut“ ist nicht der Form davon, aber die Muster es macht … oder eher nicht machen.

Das haben wir alle schon durchgemacht. Du isst ein bisschen zu viel Chipotle und verbringst plötzlich die nächste halbe Stunde auf der Toilette. Ihr Telefon ist tot, also können Sie nur noch auf die kleinen Kacheln auf Ihrem Badezimmerboden starren. Oh, sieh dir die Muster an, die sie machen! Ein Sechseck! Ein weiteres Sechseck! Spoiler-Alarm: Mehr Sechsecke! Ihr Boden sieht aus wie ein seltsames kleines Schachbrett, dessen Regeln sogar Beth Harmon verblüffen würden Das Gambit der Königin .

Aber der Wahnsinn hat Methode. Die Formen sind mathematisch so angeordnet, dass sie sich wiederholen. Selbst die komplexesten Formen würden sich wiederholen, wenn Ihr Badezimmerboden unendlich wäre. Aber was wäre, wenn es eine Form gäbe, die sich NIE wiederholen würde, egal wie oft sie auf Ihre Fliesen gedruckt wird? Wetten, dass Sie in Zeiten der Magen-Darm-Krise VIEL mehr Spaß daran haben würden, auf Ihren Boden zu schauen, amiright?

Eine solche Form nennt man aperiodisches Monotil, auch bekannt als „Einstienform“ – bequem unter Berufung auf einen gewissen bekannten theoretischen Physiker. Nun, die Sache mit diesen aperiodischen Monotilen ist, dass sie zwar in der Vergangenheit gefunden wurden, aber normalerweise sind sie es sehr groß . Je komplizierter sie sind, desto weniger wahrscheinlich wiederholen sie sich. Der allererste Satz aperiodischer Formen wurde vor über 60 Jahren von einigen Nerds erfunden, und dieser spezielle Formensatz enthielt 20.000 Formen, entsprechend Der Wächter . Das ist ganz zu viele Formen . Seitdem haben Wissenschaftler versucht, diese Zahl immer kleiner zu machen. Schließlich gelang einem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Turbo-Nerd namens Roger Penrose in den 1970er Jahren der Durchbruch, aber das war die letzte große Neuigkeit in der Shape Hunt.

Jetzt hat David Smith vom East Riding of Yorkshire die Spur aufgenommen, indem er den neuen 13-seitigen „Hut“ entdeckt hat! Wie hat er das gemacht? Hatte er einen großen schicken Computer? Ein Team unbezahlter Praktikanten? 1.000 Affen, die tausend Jahre lang Formen auf tausend Blatt Papier zeichnen? Nein. Er ist einfach darauf gesprungen Online-Plattform für Geometrie und würden das Internet nach Formen durchsuchen, wie Sie es für Pornos tun. Wenn er eine Form fand, die ihm ins Auge fiel, schnitt er sie auf Karton aus und arrangierte sie zu Mustern, um zu sehen, ob sie sich wiederholen würden. Und ja, er hat das alles alleine gemacht.

Nachdem er „den Hut“ gefunden hatte, wandte er sich an Dr. Craig Kaplan, einen außerordentlichen Professor für Informatik an der University of Waterloo in Kanada, möglicherweise per E-Mail mit der Betreffzeile „finde einen coolen Hut, lol ;)“. Das Paar arbeitete dann zusammen, um zu bestätigen, ob die Form tatsächlich eine „Einstein-Form“ oder nur eine modische Fälschung war. Wie Kaplan sagte Der Wächter Sie hatten das Problem etwa zur Hälfte gelöst, bevor sie die Hilfe des Softwareentwicklers Dr. Joseph Myers aus Cambridge und des Mathematikers Dr. Chaim Goodman-Strauss von der University of Arkansas in Anspruch nahmen.

Die Fab Four konnten dann den Beweis erbringen, dass die Form tatsächlich ein aperiodisches Monotil war. Dr. Myers fand später einen zweiten Beweis, der anscheinend viel „esoterikischer“ war und einer „neuen Angriffslinie“ folgte, die die Forscher zuvor nicht gesehen hatten. Dieser seltsame Beweis folgte einer noch cooleren Entdeckung! Smith konnte es entdecken andere Einstein-Form, die wie eine Schildkröte aussah! So hübsch! Diese Entdeckung ermöglichte es dem Team, ein Ganzes aufzudecken Familie von aperiodischen Monotilen! Und ich aufrichtig hoffe, dass einer von ihnen wie eine Schildkröte aussieht Verschleiß der Hut.

Während die Jungs erst kürzlich eine Abhandlung veröffentlicht Nach ihren Erkenntnissen sind die praktischen Anwendungen des „Hutes“ und anderer solcher Formen noch ungewiss. Smith glaubt, dass Formen wie diese beim Studium von helfen werden Quasikristalle . Was sind Quasikristalle? Ich habe keine Ahnung. Ich warf einen Blick auf die Wikipedia-Seite und mein Gehirn hatte einen Kurzschluss. Ich bin nur froh, dass es das gibt jemand in dieser Welt, die die Schönheit komplexer Mathematik verstehen und schätzen können. Leider gehöre ich nicht dazu.

(Ausgewähltes Bild: David Smith, Joseph Samuel Myers, Craig S. Kaplan und Chaim Goodman-Strauss)