A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. A hátsó belső borítónkon látható (hamis) kékes színezésű ábra az Észak-Kaliforniai Szuperszámítógép Központban készült, és az utóbbi évek ,,sláger-molekulájának'', a híres -as fullerénnek a kvantummechanika törvényei alapján kiszámított elektron-sűrűségét szemlélteti. Ez a molekula ‐ amely a Buckminster Fuller (1895‐1983) amerikai építészről elnevezett szénmolekula-család egyik tagja, vázlatosan (a szénatomoknak pontokat, a kémiai kötéseknek pedig éleket feleltetve meg) ötszög- és hatszög-lapokkal határolt poliéderrel is ábrázolható. Meglepőnek tűnhet, hogy a C60 vázszerkezete díszítő motívumként már sok-sok évszázaddal a molekula felfedezése előtt felbukkant az építészetben. Képünk hátterében az isztambuli Topkapi Palota egyik termének bejárata látható. A nyílás fölött egy ,,csonkolt ikozaéder'' domborodik ki a falból, amely éppen a kérdéses molekula leegyszerűsített, vegyértékvonalakkal ábrázolt váza. Vajon hányféle fullerén képzelhető el? Korlátozódjunk az öt- és hatszöglapokkal határolt konvex poliéderekre, s tételezzük fel, hogy a poliéder minden csúcsába 3 él fut. (Anyagszerkezeti okokból az ilyen szénmolekulák energetikailag kedvező, könnyen képződő és stabil alakzatok.) Jelöljük ℓ5-tel az ötszöglapok számát, ℓ6-tal a hatszöglapokét, c-vel a poliéder csúcsainak, é-vel pedig az éleinek számát! Nyilván igaz, hogy az összesen ℓ=ℓ5+ℓ6 lapunk van, továbbá Másrészt Euler híres tétele szerint a konvex poliéderekre fennáll, hogy ℓ+c=é+2, melyből a fenti összefüggések felhasználásával az adódik, hogy ℓ5=12, ℓ6 pedig tetszőleges. Meglepő, de tény, hogy a Természet ki is használja ezeket a matematikai lehetőségeket. Az utóbbi években a szénnek egy sor módosulatát fedezték fel (C60, C76, C78, C84 stb.), és ezek vázszerkezetében különböző számú hatszög, de mindig 12 (nem feltétlenül szabályos) ötszög fordult elő; szép példát mutatva a matematika, a fizika, a kémia és az építészet ,,összefonódásának''. |