介绍克莱因瓶

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在1882年，著名数学家菲立克斯·克 莱因(Felix Klein)发现了后来以他的名字命 名的著名"瓶子"。这是一个象球面那样 封闭的（也就是说没有边）曲面，但是它 却只有一个面。在图片上我们看到，克莱 因瓶的确就象是一个瓶子。但是它没有瓶 底，它的瓶颈被拉长，然后似乎是穿过了 瓶壁，最后瓶颈和瓶底圈连在了一起。如 果瓶颈不穿过瓶壁而从另一边和瓶底圈相 连的话，我们就会得到一个轮胎面。

我们可以说一个球有两个面--外面和内面，如果一只蚂蚁在一个球的外表面上爬行，那么如果它不在球面上咬一个洞，就无法爬到内表面上去。轮胎面也是一样，有内外表面之分。但是克莱因瓶却不同，我们很容易想象，一只爬在"瓶外"的蚂蚁，可以轻松地通过瓶颈而爬到"瓶内"去--事实上克莱因瓶并无内外之分！在数学上，我们称克莱因瓶是一个不可定向的二维紧致流型，而球面或轮胎面是可定向的二维紧致流型。