这个瓶子名叫 克莱因瓶 ，是指一种 无定向性曲面 。

1882年，数学家 克莱因 发现了这一结构。从外观上看，它十分独特，就像是一个瓶子。底部有一个洞，延长瓶子的颈部，并且扭曲地进入瓶子内部，然后和底部的洞相连接。

(资料图片仅供参考)

那么为何整个地球上的水都装不满克莱因瓶呢？

这是由于它与人们使用的杯子不同， 它没有“边” ，其表面也不会终结。并且由于它并非密闭的，所以如果你在瓶颈的开口处向内注入水，水将永远无法将其装满。

一只苍蝇可以从瓶子的内部直接飞到外部而不用穿过表面，所以它 没有内外之分 。

而且它本质上也并非是一个瓶子， 而是一个 曲面 。当年，它被称为克莱因瓶其实源于一个翻译上的小错误。不过，由于其形态上的确和瓶子很像，人们自此便沿用了这个称呼。

其实，我们目前在市场上看到的各种克莱因瓶，其实都是 假的 。

因为在我们看到的一些模型中，克莱因瓶的瓶身和瓶颈会呈现相交的状态，然而，真正的克莱因瓶的结构其实并非如此。

它是一种在 四维空间 内才能被真正呈现出来的曲面。真实情况下它的瓶颈部分是穿过了第四维度空间再与瓶底的开口相连的，因此并不会穿过瓶身，更不会和瓶身相交。

然而由于我们只能在三维空间中表现出它的形态，所以才不得不将其表现为相交的状态。打个比方来说，绳子打结后，如果在三维的空间中，看绳子本身其实并不和自己相交，但如果把其是做成平面上的曲线，那么它在打结处看起来就是和自身相交的。

因此，在三维空间中，想要制作出这个四维物体还是非常困难的。现实世界中即使是技艺再高超的工匠,也只能将其做成与自身相交的模样。

此外，克莱因瓶没有尽头，无内无外的性质也让人联想到了宇宙的结构。一直以来，宇宙也被人们认为可能是没有尽头的。所以有人不禁大胆猜想： 宇宙会不会也是个克莱因瓶呢？ 我们是否正是因为被困于宇宙这个克莱因瓶表面而无法找到其尽头呢？

这个问题一度引发了人们的思索和讨论，不过在目前的科技条件下，人类尚无法得出答案，也许只有等人类拥有了更高维度的视角才能得到相应的判断。

提到克莱因瓶，就不得不提到跟他很相似的 莫比乌斯带 了。其实克莱因瓶对称切开，便可以得到两个莫比乌斯带 。

它是一种神奇的环形结构，我们将一条长方形纸带的一端旋转180度，再将其与另一端粘合在一起，便可得到一条莫比乌斯带。尽管制作过程并不复杂，但其包含的性质却十分独特。 有人将它称作“怪圈” 。

它只有一个面。如果取来一支彩色笔，沿莫比乌斯带表面的中轴画线，并保持笔尖一直沿曲面向前移动，那么最终带子两面都将被涂上同种颜色。

这种结构最初是由德国数学家 莫比乌斯 发现的。据悉，当时他前去野外散步，并随手撕下了一片玉米叶子，在摆弄叶子的过程中他找到了灵感。

回到办公室后，他便用一张纸条做出了莫比乌斯带。这时，恰巧一只蚂蚁爬到了莫比乌斯带上，爬行中蚂蚁并没翻越任何边界，便爬遍了纸条的两面。这一现象无可辩驳地证明了莫比乌斯带只有一面的特点。

那么将莫比乌斯带沿中线剪开又会怎样呢？

当我们用一把剪刀将其沿中线裁开时，神奇的情况出现了，它并没有像人们预想的那样分成了两部分， 而是成为了一个宽度为原先一半，而长度为此前两倍的纸环 。更神奇的是，如果一个生物沿着莫比乌斯中线不断向前爬行，当它绕过一整圈并再度回到起点位置时，会出现左右颠倒的现象。是不是很出乎意料呢？

曾有一位鬼才设计师基于莫比乌斯带的原理设计了一种有趣的 益智玩具 。这种玩具采用了金属材质，环带的外侧边缘处有一个小的缺口，游戏的目的是将套在环上的金属铁片取下。

环的表面上分布有很多小的长条状凸起，这大大增加了游戏的难度。这款益智玩具因为形式新颖并且十分烧脑，所以受到了许多脑力爱好者的喜爱。

当然，莫比乌斯环的应用并不仅限于此。建筑、工业、艺术等领域都有着它的身影。比如， 哈萨克斯坦的国家图书馆 在外形设计上就采用了这一结构。

该图书馆位于哈国首都阿斯塔纳，新颖的外形让其看起来简约而具有特色。设计者在固有的平面面积上借助不同角度的空间扭曲而令场馆空间向各个方向有所延伸，大大增加了馆内空间的可用性。

工业上一些皮带 传送的皮带 也被设计为了莫比乌斯带的形状，从而增大了皮带的可磨损面积，增强了其耐用性。此外，许多标志和物品的设计也都借鉴了莫比乌斯的灵感。

是不是很有趣呢？另外，从维度角度来看，莫比乌斯带是由二维的一张纸做出来的三维曲面，而克莱因瓶则是由两个三维的莫比乌斯带组成的四维曲面。

克莱因瓶和莫比乌斯带各自拥有的神奇性质，一度吸引了众多专业人士和爱好者的目光，人们至今仍在探索着它们的性质，并用它们来解决各领域内的难题。