とらしえじゃぱん点線記:(1−31)20010630-lecture3

別記:ドリームパズル 20010630名古屋ヌース主催の「ドリームパズル」の話と内容の要約。

(2)プラトン立体を作ってみよう−2

 さてとりあえず観念先行よりも、まず製作してみましょう。実は正4面体には2つの重要な角度があります。それは2面角70.5度と中心角109.5度です。直角90度に対して、70.5度とはどれだけずれているのかを、数値ではなく見た目と手の感覚で確認してみましょう。正4面体のどの2つの面同士が成す角度も、直角から19.5度少ないということを、自分自身の視覚や触覚ではどのように感知したでしょう。

 さてプラトン立体の上に、3−4−5というものを見ていくことにします。正4面体の全ての点はどんな位置関係にひっくり返しても、それぞれが等価な対称性を持っています。だからどの点でもいいのですが、1つの点には線が3本の綿棒が集まっていましたね。全ての点が実際にそうなっているのか、もう1度チェックしてみてください。そして4つの面は全て正3角形になっていることも見逃してはなりません。1つの点に2本の線が集まっただけではどうやっても立体はできない。また正2角形というものは存在しない。最低でも3角形、そして最低でも1点に3本の線が集まらねば、多面体はできないのです。

 では次にそれぞれの点全てに4本の線を集めた立体というものを実際に作ってみましょう。正4面体が2つくっついたような形の立体は、実際は3本の線が集まった点が2つあるから、すべての点に同数の線が集まっているという条件を満たしていないのです(これはデルタ6面体という名前の立体です)。1点にすべて4本の線が集まるという条件を満たす立体は、正3角形8面からなる、ピラミッドが2つくっついたような形の正8面体という立体です。名前の通り面は8面ですが、では点はいくつあるでしょう?実際に数えてみれば分かるように6点ありますね。では線の数は?そうです、全部で12本からなっていますね。

 そして次は全ての点に5本の線が集まった立体を考えてみましょう。じっくりみなさんにパズルのようにあれこれ試行錯誤しながらやってもらいたいのはやまやまですが、時間が限られているので正解を先に示してしまいましょう。それは正20面体という立体です。名前の通り、面が20です。では点はいくつでしょう?数えてくれますか?そう、その通り12点です。では線の数はどうでしょう?そうですね、こうやって上と下に頂点が来るようにして、輪のように上から数えていったら、分かりやすいかも知れませんね。何本でしたか?はい、そうです30本です。面20、点12、線30。ここまではいいですか?

 じゃあさらに1つの点に6本の線を集めて立体を作ってみてください。どうです、できますか?いやいやいやいや、できないでしょう?1点に6本を繋げるとどこまでも平面になってしまって、折れこんでできる立体にならないですよね。つまり、プラトン立体の1つの点には3−4−5本しか集まらないということなんですね。

 ちょっと待て、他にも正6面体と正12面体が残っているではないですか?でもよく見てください。正6面体も正12面体も、やっぱり1点に3本しか集まってないですよね。じゃあいったい何がちがうのだろう?そうです、面の形ですね。正6面体の面は全て正4角形(正方形)だし、正12面体の方は全て正5角形になっています。気がつきましたか、こっちもまた3−4−5なんですね。

 じゃあ正6角形はどうでしょう?正6角形の面をつなげて立体を作ろうとしても、やっぱりどこまでも平面が伸びていってしまって、凸多面体にはなりません。やはり6は使えないということなんですね。ここでは正6面体と正8面体のペア、そして正12面体と正20面体のペアがあるということだけを、覚えておいてください。

 「面点変換」と言って、それぞれの点を面に、面を点にすると、立体が入れ替わる関係なんですけど、今回は深く突っ込みません。ただ、正4面体はじゃあずーっと独身かというと、正4面体を面点変換すると、逆向きの正4面体になります。だから正4面体は自分自身とペアであるという表現ができるのですね。

 今日は特に関連付けませんが、正20面体はやがてドリームスペルの20の紋章や、マヤの20進法(アナログとデジタル、2進法と10進法を共に内包する)関連付けて考えることができます。また正12面体の方は、正5角形が入っていますから、黄金分割比φ、5重対称性というものに関係してくるのですが、とりあえず正多面体が主テーマではないので、3−4−5の確認だけをしておきましょう。

とらしえじゃぱん点線記1−31(20010630.lec-3)/1−32に続く