科學史上的今天——11月17日

2001年，中科院北京市共建中關村科學城。

蘇伊士運河處於埃及西奈半島西側，橫跨蘇伊士地峽，全長約163公里。這條運河連結了歐洲與亞洲之間的南北雙向水運，從而使歐亞航運不必再繞行非洲南端的好望角，大大節省航程。從英國倫敦港或法國馬賽港到印度孟買港作一次航行，經蘇伊士運河比繞好望角可分別縮短全航程的43%和56%。在蘇伊士運河開通之前，有時人們從船上卸下貨物通過陸運，在地中海和紅海之間運輸。運河當前由埃及的蘇伊士運河管理局擁有和管理。根據國際協定，「運河在戰時也可像和平時期一樣，可以被任何商用或軍用船隻使用，而無需懸掛區別的旗幟。

自古以來，人們就不斷地試圖直接貫通地中海和紅海，以求歐亞的直接航運貿易。遠在埃及第十二王朝，法老辛努塞爾特三世（其名字即為「蘇伊士」一詞的來源）為了進行直接貿易，下令挖掘了一條「東西方向」的運河，連接紅海與尼羅河。一些證據顯示這條運河的存在至少持續到公元前13世紀的拉美西斯二世時期，隨後運河被荒廢。根據希臘歷史學家希羅多德的著作《歷史》（The Histories of Herodotus）記載，大約在公元前600年尼科二世著手重新挖掘工作，但沒有完成工程。這條運河最後大約在公元前500年由征服埃及的波斯國王大流士一世完成。大流士在尼羅河岸建立了許多花崗岩石碑紀念其功績，其中一塊位於離蘇伊士130公里遠Kabret附近的被稱為大流士碑銘。運河在公元前250年左右被托勒密二世獲得。在隨後的一千年中被連續改進、摧毀和重建，直到最終於公元8世紀為阿拉伯帝國阿拔斯王朝的哈里發曼蘇爾廢棄。18世紀末拿破崙佔領埃及時計劃建立運河連接地中海與紅海。不過由於法國人的錯誤勘定結果計算出紅海的海平面比地中海要高，也就意味著建立無船閘的運河是不可能的，隨後拿破崙放棄計劃，並在和英國勢力的對抗中離開埃及。

1854年和1856年，法國駐埃及領事斐迪南·德·雷賽布子爵（Ferdinand de Lesseps）獲得了奧斯曼帝國埃及總督帕夏塞伊德（Said Pasha）特許。帕夏授權雷賽布成立公司，並按照奧地利工程師Alois Negrelli制定的計劃建造向所有國家船隻開放的海運運河。通過對有關土地的租賃，公司可從運河通航起主持營運99年。1858年12月15日，蘇伊士運河公司建立。工程克服了很多技術、政治和經費上的問題，花費了將近11年，高達1860萬鎊，多於最初預算的兩倍。運河於1869年11月17日通航，這一天被定為運河的通航紀念日。運河對世界貿易發生了即時的和重大的影響。1870-1930 年間，蘇伊士運河公司的純利潤達35億法郎，大部分為英法兩國獲得。1951年埃及推翻了1936年英埃條約，新政府要求英國撤軍。1954年英國同意放棄。1956年6月，最後一批英軍撤離埃及。

蘇伊士運河的長度163公里一般是指南入口到塞得港燈塔的內陸段，若從南段的等候區域到北端的航道浮標則約190公里。包括兩部分：大苦湖的南側段和北側段。運河限速滿載油輪為13公里/小時，貨艙船為14公里/小時，通過運河的全程需花費11至16小時。蘇伊士運河是埃及的重要外匯收入來源，每年約25000艘船隻通過蘇伊士運河，佔世界海運貿易的14%。運河管理局統計報告顯示，自1975年6月重新啟用到2000年6月的25年里，徵收的船隻過境費達300億美元。亞歐之間除石油外的一般貨物海運，80%經過蘇伊士運河。

德國數學家、天文學家莫比烏斯（August Ferdinand M?bius，1790.11.17-1868.09.26）出生。他被認為是拓撲學的先驅。

莫比烏斯最著名的成就是發現了三維歐幾里得空間中的一種奇特的二維單面環狀結構，後人稱為莫比烏斯帶。其他重要的成就包括在射影幾何中引進齊次坐標系、莫比烏斯變換（M?bius transformations），數論中的莫比烏斯變換、莫比烏斯函數、莫比烏斯反演公式等等。

莫比烏斯生前選擇了一個天文台度過了默默無聞的一生。在68歲時他向法國科學院提交了一份關於單側曲面的論文，而法國科學院又重複了以前經常出現的錯誤，將此論文埋沒多年。

拓撲學在莫比烏斯之前就有諸如笛卡爾（René Descartes，1596.03.31-1650.02.11）、歐拉（Leonhard Euler，1707.04.15-1783.09.18）等人進行了研究，並取得了一些進展，例如歐拉證明了「七橋問題不可解」；提出的「歐拉公式」V-E+F=2(V：多面體的頂點，E：面、棱數，F：面數)就是拓撲學的中心定理之一。在莫比烏斯之後，黎曼（Georg Friedrich Bernhard Riemann，1826.09.17-1866.07.20）把拓撲學納入到嚴格的數學模式中。

拓撲變換是指在圖形A1和A2之間變換，滿足從點與點之間一一對應。如果A1中兩點距離趨向於0，則A2中對應的兩點距離也趨向於0，反之亦然。拓撲學中，許多在我們經驗中認為不相干的物體被認為是等價的。例如，玻璃杯與平板玻璃是等價的。拓撲學研究的典型問題有：連通性問題、若當曲線定理、地圖著色的四色問題、不動點定理、紐結等。在拓撲學中經常用到的概念有：曲面虧格（通俗說法是「曲面上有幾個洞」）、單側曲面（莫比烏斯帶就是一個典型）等。