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格物万象实验室GEWUSCAPE LAB
数学万象 LOGO数学万象MathScape

MATHEMATICAL EXPERIENCE · 01—39

数学万象 MathScape

一个规则,
万千数学世界。

从一根能转动的针,到复平面的无限边界。
改变参数,让看不见的规律变得可见。

从挂谷针问题开始 ↗

39 个交互场景 · 自由探索 / 分步讲解 / 参数实验

数学万象 MathScape 品牌标识

选择你的数学世界

39 个场景
中点旋转与圆盘的实际仿真画面SCENE 34

Midpoint Rotation Disk

中点旋转与圆盘

固定一根针的中点,让它旋转一整圈,亲眼看见针扫出一个圆盘。

进入实验 ↗挂谷猜想
莱洛三角形转针的实际仿真画面SCENE 31

Reuleaux Triangle

莱洛三角形转针

在三段圆弧围成的等宽区域里,让一根针连续转过整周。

进入实验 ↗挂谷猜想
三尖内摆线转针的实际仿真画面SCENE 32

Deltoid Needle

三尖内摆线转针

沿三尖内摆线移动针的两端,观察更小区域里的连续转动。

进入实验 ↗挂谷猜想
Bloom–Schoenberg 多尖星形集的实际仿真画面SCENE 33

Bloom–Schoenberg Star

Bloom–Schoenberg 多尖星形集

改变奇数尖数,探索海胆般星形构造中的切线转针与面积。

进入实验 ↗挂谷猜想
Tᵥ = {xᵥ + tv : −1/2 ≤ t ≤ 1/2},v ∈ S²SCENE 35

3D Tube Bundle

王虹—Zahl 三维挂谷方法导览

三维针束:每个方向都要有

把“针”加厚为半透明细管,旋转观察三维空间中不同方向的单位线段。

进入实验 ↗挂谷猜想
m(x) = Σᵥ 1_{Tᵥ}(x)SCENE 36

Multiplicity Ledger

王虹—Zahl 三维挂谷方法导览

重叠账本:管束有多挤

用可移动剖面扫描细管束,读出局部重叠、覆盖比例与拥挤位置。

进入实验 ↗挂谷猜想
δ₁ = δ₀ / ρ,δ₂ = δ₁ / ρSCENE 37

Multi-scale Magnifier

王虹—Zahl 三维挂谷方法导览

放大镜链:跨尺度检查

锁定一个拥挤小格,连续放大三层尺度,观察局部结构怎样被重新审视。

进入实验 ↗挂谷猜想
黏连:相近方向在粗尺度内共同传播SCENE 38

Sticky or Spreading Tubes

王虹—Zahl 三维挂谷方法导览

两难局:黏连还是分离

并排比较“长期黏连”与“方向分离”的管束,理解两类局面为何都不能任意压缩空间。

进入实验 ↗挂谷猜想
方向覆盖 + 重数/密度 + 跨尺度一致性 → 体积估计SCENE 39

Proof Strategy Map

王虹—Zahl 三维挂谷方法导览

证明路线图:为何不能无限压缩

选择一种“省空间”设想,沿方向覆盖、重叠、尺度与结构约束逐步检查它。

进入实验 ↗挂谷猜想
正多面体旋转群的实际仿真画面SCENE 01

Polyhedral Symmetry Group

正多面体旋转群

转动一颗正多面体,看顶点重新落回原位:从空间旋转走进 A₄、S₄ 与 A₅。

进入实验 ↗群论与对称
Cayley 图宇宙的实际仿真画面SCENE 02

Cayley Graph Universe

Cayley 图宇宙

让抽象群元素变成节点,让生成元变成道路。沿一串操作在群中行走。

进入实验 ↗群论与对称
壁纸群实验室的实际仿真画面SCENE 03

Wallpaper Groups

壁纸群实验室

画下一笔,让平移、旋转、反射和滑移反射编织出十七种平面对称。

进入实验 ↗群论与对称
反射万花筒的实际仿真画面SCENE 04

Reflection / Coxeter Kaleidoscope

反射万花筒

三面镜子,一片基本区域。重复反射让局部规则成为完整空间。

进入实验 ↗群论与对称
置换可视化的实际仿真画面SCENE 05

Permutation Visualizer

置换可视化

追踪每个元素去向,把循环记号、映射图、矩阵和粒子运动连接起来。

进入实验 ↗群论与对称
魔方群的实际仿真画面SCENE 06

Rubik Group

魔方群

转动真实的 3×3×3 魔方,用操作序列看见非交换与交换子。

进入实验 ↗群论与对称
Mandelbrot 宇宙的实际仿真画面SCENE 07

Mandelbrot Universe

Mandelbrot 宇宙

在参数平面中缩放、平移,点击一个 c 追踪迭代轨道。

进入实验 ↗分形与递归
Julia 集联动的实际仿真画面SCENE 08

Julia Set

Julia 集联动

左侧改变 Mandelbrot 参数,右侧实时观察对应的 Julia 集。

进入实验 ↗分形与递归
Newton 分形的实际仿真画面SCENE 09

Newton Fractal

Newton 分形

用颜色区分吸引盆,用明暗观察收敛速度,检验迭代为何依赖初值。

进入实验 ↗分形与递归
复函数变换的实际仿真画面SCENE 10

Complex Function Transformation

复函数变换

让直角网格连续变形,对照原平面与函数映射后的曲线。

进入实验 ↗复分析
黎曼球面的实际仿真画面SCENE 11

Riemann Sphere

黎曼球面

拖动复平面点,观察北极投影射线和球面对应点。

进入实验 ↗复分析
复函数域着色的实际仿真画面SCENE 12

Domain Coloring

复函数域着色

将相位译为颜色,把零点、极点和特殊函数结构呈现在复平面上。

进入实验 ↗复分析
L-System 植物的实际仿真画面SCENE 13

L-System Plant

L-System 植物

重写字符串,观察一条枝段逐层生长为树形结构。

进入实验 ↗分形与递归
Sierpiński 世界的实际仿真画面SCENE 14

Sierpiński Worlds

Sierpiński 世界

在三角形、地毯与四面体之间切换,探索递归挖空。

进入实验 ↗分形与递归
Menger 海绵的实际仿真画面SCENE 15

Menger Sponge

Menger 海绵

穿行于层层相套的立方孔洞,观察体积怎样递减。

进入实验 ↗分形与递归
混沌游戏的实际仿真画面SCENE 16

Chaos Game

混沌游戏

让随机点逐渐汇成结构:规则与随机性共同创造图案。

进入实验 ↗分形与递归
莫比乌斯带的实际仿真画面SCENE 17

Möbius Strip

莫比乌斯带

沿扭转纸带追踪粒子,两圈之后回到同一侧。

进入实验 ↗几何与拓扑
Klein 瓶的实际仿真画面SCENE 18

Klein Bottle

Klein 瓶

透视、网格与剖切,探索非定向曲面的三维表示。

进入实验 ↗几何与拓扑
环面的基本群的实际仿真画面SCENE 19

Torus Fundamental Group

环面的基本群

沿环面两个方向绕行,用整数对记录闭路。

进入实验 ↗几何与拓扑
结与链环的实际仿真画面SCENE 20

Knot Theory

结与链环

对比三叶结、八字结、环面结和多分支链环。

进入实验 ↗几何与拓扑
极小曲面画廊的实际仿真画面SCENE 21

Minimal Surface Gallery

极小曲面画廊

观察悬链面、螺旋面和周期曲面的参数或隐式表示。

进入实验 ↗几何与拓扑
曲率世界的实际仿真画面SCENE 22

Curvature Worlds

曲率世界

拖动三角形顶点,比较球面、平面、双曲空间的角度和。

进入实验 ↗几何与拓扑
洛伦茨吸引子的实际仿真画面SCENE 23

Lorenz Attractor

洛伦茨吸引子

追踪相差百万分之一的初始条件,看三维轨迹在蝴蝶形吸引子中分离。

进入实验 ↗混沌与动力学
双摆与混沌的实际仿真画面SCENE 24

Double Pendulum

双摆与混沌

从单摆到双摆,再用微小扰动比较两套理想摆的长期运动。

进入实验 ↗混沌与动力学
Logistic 映射的实际仿真画面SCENE 25

Logistic Map

Logistic 映射

用时间序列、蛛网与分岔图观察稳定、倍周期和混沌。

进入实验 ↗混沌与动力学
生命游戏的实际仿真画面SCENE 26

Cellular Automata

生命游戏

编辑细胞,让简单的出生与存活规则演化为滑翔机和周期结构。

进入实验 ↗离散系统与数论
素数宇宙的实际仿真画面SCENE 27

Prime Universe

素数宇宙

将整数按 Ulam 螺旋排布,在有限样本中发现素数的视觉结构。

进入实验 ↗离散系统与数论
模乘法之花的实际仿真画面SCENE 28

Modular Multiplication

模乘法之花

圆周点间的乘法连线随乘数连续变化,生成心形与复杂包络。

进入实验 ↗离散系统与数论
杨辉三角分形的实际仿真画面SCENE 29

Pascal Triangle Fractal

杨辉三角分形

精确整数递推与模余数着色,将组合数变成自相似三角图案。

进入实验 ↗离散系统与数论
傅里叶世界的实际仿真画面SCENE 30

Fourier World

傅里叶世界

画一条闭合曲线,用旋转圆和复向量逐项重建自己的笔迹。

进入实验 ↗Fourier 分析

从探索到理解

Explore · 自由探索

改变参数,执行操作,观察不变量与变化。

Story · 分步讲解

跟随三个问题,从现象走向数学定义。

Lab · 参数实验

保存本机参数快照,比较不同实验。

数值迭代和几何细分均有有限精度。请结合各场景模型说明阅读结果;挂谷专题明确区分直观导览与严格证明。