神奇的巴基球

万广磊摘编

1509年出版的《神圣比例》一书中收录了莱昂纳多·达·芬奇画的5个柏拉图多面体，其每个面都是相同的正多边形。正二十面体由20个等边三角形组成，正十二面体由12个正五边形组成，正八面体由8个等边三角形组成，正四面体由4个等边三角形组成，立方体（或称正六面体）由6个正方形组成。

此后，阿基米德发现，只要对称地截掉正二十面体、正十二面体、正八面体、正四面体、立方体的顶点，就能创造出五种与之相对应的多面体，这就是“阿基米德多面体”。这些多面体的顶点很相似，但面却不完全相同。仿照此法，也可以构建出另外八个阿基米德多面体。我们可以把它们看作继柏拉图多面体和星型多面体之后的第二对称多面体。

人们发现，某一个阿基米德多面体在宇宙中具有极其特殊的重要意义，并且在近20年来的化学发展中有着举足轻重的地位。这个特殊的多面体就是阿基米德截角二十面体。它有60个顶点和32个面，每三个面相交于一个顶点，此外还有90条边。32个面中包含20个六边形和12个五边形，每两个六边形和一个五边形相交于一个顶点。这是一种美丽的结构，和我们常见的由黑色的五边形和白色的六边形组成的足球一模一样。

1967年，富勒为蒙特利尔世界博览会设计的美国馆就是一个由网格状球頂构成的建筑，球顶上的面是由五边形和六边形交织构成的截角二十面体。整个建筑令人叹为观止，其规模和形态引起了很多科学家和设计师的注意，其中就包括发现了碳-60的化学家哈里·克罗托。人们给这种碳结构起过很多名字，起初它被称作“富勒烯”，以纪念“富勒顶”结构为化学做出的贡献，之后也被称为“巴基球”，甚至偶尔也被称为“足球烯”。

美国宇航局的斯皮策太空望远镜于2010年首次在太空的星际介质中发现了固体形态的巴基球。星际介质是存在于太阳系之间的弥散物质，具体来说就是恒星与恒星之间含有的大量弥漫气体云和微小固态粒子。在大多数情况下，星际介质出现在云状聚集物中，有时其浓度足以形成恒星。因此，无数科学家想要解开其中的奥秘，因为他们知道，理解星际介质将有助于理解恒星、行星以及生命的起源。