本文へスキップ

メビウスの帯とは?

めびうすのおび

メビウスの帯とは、細長い紙の一端をもう一方の端に対して180度ねじって貼り合わせると作れる、表と裏が一続きになった一面体の図形です。

メビウスの帯(Möbius strip)とは、細長い紙やテープの一方の端を半回転(180度)ねじって、反対の端と貼り合わせることで作られる立体的な曲面です。ドイツ数学アウグスト・フェルディナント・メビウス(1790〜1868)とヨハン・ベネディクト・リスティングが独立に発見したことに由来してその名がつけられています。

メビウスの帯の最大の特徴は「向きづけ不可能な曲面」であることです。通常の紙には「表」と「裏」の2つの面がありますが、メビウスの帯は途中でねじれているため、表面をたどり続けると裏面にいつの間にか到達し、そのまままた表に戻ってきます。つまり「面が1つ」しかない曲面です。同様に、端(境界線)も1本しかありません。

メビウスの帯を持つ興味深い性質には次のものがあります。

  • 中央を縦に切ると、2つの輪に分かれず、2回ねじれた1つの長い輪になる
  • 端から3分の1の位置で切ると、大小2つの輪が絡まった形になる
  • アリが表面を歩き続けると、裏側を含む全面を通過する

メビウスの帯はトポロジー(位相幾何学)の重要な概念を体現しており、数学や理論物理学での研究対象であるだけでなく、リサイクルマーク・工業用ベルト・芸術作品のモチーフとしても広く活用されています。

使い方・例文

紙の端を半回転させて貼り合わせるだけで簡単に作ることができ、鉛筆でその面をなぞり続けると全面を一筆書きできることが体験できます。コンベアベルトにメビウスの帯の形を応用すると、片面のみの消耗をなくせるという工業上のメリットもあります。

この用語をシェア

𝕏 でポスト LINE

最終更新:

関連用語