它看起来或许像是一件儿童用乐高积木拼搭的玩具,但它却是一个不折不扣的数学奇迹。研究人员刚刚发现了一种三维“爱因斯坦”(einstein)图块——这是一种具有独特能力的特殊几何形状。
这一发现紧随2023年的一项重大轰动之后。当时,一种被称为“帽子”(hat)的新型图块在通俗数学界引发了巨大震动。业余数学家大卫·史密斯(David Smith)发现了这种形状。随后,他与另外三名研究人员约瑟夫·塞缪尔·迈尔斯(Joseph Samuel Myers)、克雷格·卡普兰(Craig Kaplan)和海姆·古德曼-斯特劳斯(Chaim Goodman-Strauss)在《组合理论》(Combinatorial Theory)杂志上发表了一篇论文,证明了“帽子”是首个已知的二维非周期单图块(aperiodic monotile),也被称为“爱因斯坦”(在德语中,ein Stein 大致意为“一块石头”或“一个形状”)。
换句话说,“帽子”是一种能够无限平铺或覆盖二维表面的形状,且永远不会形成重复的图案。这些作为基本构建块的“帽子”可以彼此相邻放置,组合成更大、看起来也像“帽子”的整体形状。然而,无论整体平铺的面积变得多么庞大,每一个单独的“帽子”都处于一种持续变化且永不重复的排列模式中。
现在,一位研究人员将这一概念推向了第三维度,创造出了一种被称为“Chair44”单图块的3D形状。Chair44能够在三维空间中进行无限平铺,完美覆盖空间而不会留下间隙或发生形状重叠。此外,这种三维平铺是非周期的,这意味着其排列图案永远不会重复。这一重大发现由Automorph(他将其描述为一个人工智能研究实验室)的负责人约安尼斯·齐奥科斯(Ioannis Tsiokos)正式宣布。
Journal Reference: Tsiokos, I. A three-dimensional einstein tile (Chair44 monotile). arXiv:2609.19214. (2026).
Author: Rachel Crowell
Author: Rachel Crowell
