不可能图形（数学美术领域视觉错觉图形）

2023-03-15 71阅读

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不可能图形

数学美术领域视觉错觉图形

不可能图形（impossible figure，也称为undecidable figure、impossible object）（又称：二维图形）是在现实世界中，不可能客观存在的事物，只会在二维世界存在的一种图形。它是由人类的视觉系统瞬间意识地对一个二维图形的三维投射而形成的光学错觉，在几何意义上它不可能存在，但研究它将会对人脑图像形成提供医学上的帮助。

中文名	不可能图形
外文名	impossible figure
别称	错觉图片、二维图形、undecidable figure、impossible object
表达式	impossible figure
提出者	雷智凯
提出时间	20世纪
应用学科	物理
适用领域范围	视觉
原因	视觉错觉

分析

人们知觉不可能图形的过程，说明了知觉是人们在感官所获得的信息的基础上，对事物主动寻求解释的一个过程。人们知觉一个事物，总是赋于它一定的意义，并用语言文字把它标志出来。用语言文字标志知觉对象也就是知觉者对感觉信息进行组合，寻求最佳解释的过程，知觉与记忆、思维等活动是密切联系着的。人在知觉过程中，能够识别不可能图形，正说明过去经验在知觉中的作用。

举例

不可能立方体

不可能立方体(Impossible Cube)，由M.C.埃舍尔(M. C. Escher)为他的一幅作品《Belvedere》所设计的。这幅作品中坐在建筑物墙角的小男孩手里拿的就是不可能立方体。不可能立方体简单描述一下就是在这个立方体中某一条应该靠近观察者的棱神奇地被一条应该远离观察者的棱挡在了更远处，使人产生错觉，它在现实世界是不可能客观存在的。

不可能立方体

彭罗斯三角形

彭罗斯三角形(Penrose triangle)第一次是被瑞典艺术家Oscar Reutersvärd创造出来，而后在20世纪50年代被数学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)所推广。其特点被以不可能图形为灵感来创作的艺术家埃舍尔(M. C. Escher)在其作品中很好地体现出来。类似的图形还有彭罗斯正方形、彭罗斯五边形等。

彭罗斯三角形

彭罗斯阶梯

彭罗斯阶梯(Penrose Stairs)，由莱昂内尔·彭罗斯(Lionel Penrose)和他的儿子罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)创作。是彭罗斯三角形的一个变式。

彭罗斯阶梯是著名的数学悖论之一，指的是一个始终向上或向下但却无限循环的阶梯，可以视为彭罗斯三角形的一个变体，在此阶梯上永远无法找到最高点或者最低点。彭罗斯阶梯违反了欧几里得几何学的基本规则，描绘了一个在三维世界（我们现在生活的世界）中不可能存在的物体，即：如果一段台阶都是连续上升（或者下降）的，那么整段台阶的高度就是大于零的，也就不可能回到原点。