本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
我最近閱讀了米歇爾·奧丁的著作《記住索菲亞·科瓦列夫斯卡婭》，並驚訝地瞭解到一種名為科瓦列夫斯卡婭陀螺（有時拼寫為 Kovalevsky 或 Kowalevski）的數學物件。為什麼我不知道有以我們的數學先輩命名的玩具？！嗯，事實證明它幾乎不是玩具。即使它被稱為科瓦列夫斯卡婭陀螺，你也無法真正在桌子上玩它。
這個陀螺是 科瓦列夫斯卡婭獲得法國科學院 1888 年博爾丁獎 的工作的重點。該獎項頒發給關於一個特定問題的工作。在這種情況下，它要求“在一個重要的方面完善剛體繞不動點運動的理論”。物體的旋轉方式不僅取決於其大小和質量，還取決於其質量分佈的方式。也許這種事實最引人注目的演示每四年發生一次，當我們觀看奧運會花樣滑冰運動員將手臂和腿拉近身體以加快他們在冰上旋轉時的速度。
萊昂哈德·尤拉 和 約瑟夫-路易斯·拉格朗日 在科瓦列夫斯卡婭工作的一個世紀前，就已經研究出了描述一種特殊型別陀螺運動的方程。尤拉研究了固定點是物體重心的陀螺，拉格朗日分析了對稱陀螺的情況，其中固定點是物體接觸地面的位置，這種情況最像我們稱之為陀螺的玩具。科瓦列夫斯卡婭發現了另一種可以分析運動而不是完全混沌的情況。在她的情況下，三個 慣性矩 中的兩個是相同的，第三個是它們大小的一半。（三個慣性矩與相對於物體中一點為中心的三個座標軸的重量分佈有關。）
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
有很多不同的方法可以繪製出具有科瓦列夫斯卡婭所需屬性的陀螺。我使用了一張來自彼得·裡希特、霍爾格·杜林和安德烈亞斯·維特克 1997 年關於科瓦列夫斯卡婭陀螺的影片 中的圖片。（他們還 寫了一篇關於陀螺的論文 (pdf)。它和影片都旨在面向具有廣泛數學背景的讀者/觀眾。）跳轉到 2:15 觀看陀螺運動的精彩片段。
在《記住索菲亞·科瓦列夫斯卡婭》中還有幾張其他圖片，但科瓦列夫斯卡婭陀螺沒有真實世界的版本。製造一個你可以在桌子上玩的玩具並不容易，例如，因為與普通陀螺不同，固定點不在可以停留在桌子上一個位置的末端。
幾天前我去了一個遊樂園。這次我沒有玩任何遊樂設施，但我很喜歡觀看其中一些遊樂設施晃動，並驚歎於遊樂設施設計師必須擁有的深厚物理知識。觀看科瓦列夫斯卡婭陀螺影片，我開始懷疑是否有可能使用科瓦列夫斯卡婭陀螺的急促、看似混亂的運動作為遊樂設施的基礎。我正式將這個想法拋向宇宙。我會繼續祈禱。
閱讀更多我最喜歡的空間： 康託集 肥康託集 拓撲學家的正弦曲線 康託的滲漏帳篷 無限耳環 具有兩個原點的直線 具有兩個房間的房子 法諾平面 環面 三環面 莫比烏斯帶 長直線 空間填充曲線 沃利斯篩 沿縫隙粘合的兩個環面 空集 門格海綿 四個霍普夫環的連通和 博羅梅安環 謝爾賓斯基三角形 單位正方形上的字典序 SNCF 度量 曼德勃羅集 法圖煎餅 偽球面 杜阿迪兔子 龐加萊同調球面