楠木軒

把一個完美的球體放在平面上,他們接觸的面積為多少?

由 解洪海 發佈於 經典

我們在平面幾何中知道圓形和直線相切,只有一個交點,立體幾何中球體與平面相切,也只有一個交點。如果只從數學上來考慮完美的球體放在完美的平面之上,接觸的地方理論上來講就是一個面積為零的點。
但是問題中所説的球體是完美的,而平面如果是現實生活中的話,那麼意味着接觸點處平面會發生彈性形變,接觸位置從一個點變成一個小弧面。但實際情況只要是現實生活中的物體,大多數無限放大我們都可以發現它的微觀模型,都是由分子、原子等微觀分子組成,宏觀上再完美的球形或者平面,微觀上都是混亂不堪的。
當把球體和平面接觸點處放大,你會發現接觸點處原子之間並不會相互接觸,如果從某種意義上來説這兩個物體並沒有接觸到一起,類似於懸空漂浮一樣,當兩個物體距離過近原子之間排斥力佔據主導。除非是那種壓力巨大的,甚至把核外電子都壓進了原子核,和質子結合形成中子,就類似於大質量恆星演化到生命後期形成中子星,甚至形成黑洞,所有的物質都被擠壓到一個無限小、沒有體積的奇點處,這樣的物質難以想象。
所以説現實生活中完美的球體還是會把平面壓到彈性變形,但是尺度會很小很難直觀觀測到,但確實是真實發生的,所以説面積不可能為零。