Circle Limit III – drzeworyt holenderskiego artysty M.C. Eschera z 1959 roku. Jest to jeden z czterech drzeworytów artysty przedstawiających cechy geometrii hiperbolicznej, zilustrowane za pomocą uporządkowanej kolorystycznie ławicy ryb. Holenderski fizyk i matematyk Bruno Ernst(inne języki) określił go jako „najlepszy z czterech”[1].
W 1958 Escher napisał list do H.S.M. Coxetera o tym, że ilustracja w jego artykule Crystal Symmetry and its Generalizations zainspirowała go do stworzenia serii Circle Limit[4]. Ilustracja w artykule Coxetera przedstawia parkietaż płaszczyzny w geometrii hiperbolicznej z trójkątów prostokątnych o kątach 30°, 45° i 90°. Takie trójkąty nie istnieją w geometrii euklidesowej, jednak są możliwe w geometrii hiperbolicznej. Taki parkietaż można zinterpretować jako przedstawienie linii odbić i głównych domen z (6,4,2)(inne języki)grupy trójkątnej(inne języki)[5]. Podstawową analizę ilustracji Coxetera, tak jak ją mógł rozumieć Escher, dokonał Casselman w 2010[6].
Geometria
Przypuszczalnie Escher wierzył, że białe krzywe na jego drzeworycie, które dzielą ryby na pół, przedstawiają proste hiperboliczne w modelu Poincarego płaszczyzny hiperbolicznej, w którym cała dwuwymiarowa przestrzeń jest umieszczona w kole na płaszczyźnie euklidesowej, a hiperboliczne proste są reprezentowane przez łuki prostopadłe do brzegu koła. Escher nawet opisał, że ruch ryb jest prostopadły do brzegu[1]. Jednak Coxeter wykazał, że nie jest to układ linii, który wykreśla naprzemiennie kwadraty i trójkąty równoboczne w przestrzeni hiperbolicznej, lecz są to ekwidystanty stykające się z brzegiem koła pod kątem [7].
Punkty w środkach kwadratów, w których spotykają się cztery ryby płetwami, tworzą wierzchołek ośmiu trójkątów równobocznych. Natomiast środki tych trójkątów są określone przez punkty, w których spotykają się trzy płetwy ryb oraz punkty, w których przecinają się trzy białe linie. Całość tworzy ośmiokątne kafelki[8]. Podobne parkietaże z liniami ryb mogą być konstruowane dla innych hiperbolicznych kafelków utworzonych przez wielokąty inne niż trójkąty i kwadraty, lub z więcej niż trzema krzyżującymi się białymi krzywymi[9].
Współrzędne euklidesowe okręgów zawierających trzy najbardziej widoczne białe krzywe w drzeworycie można otrzymać przez obliczenia w polu dwukwadratowym(inne języki)[10].
Symetria
Postrzegając wzór na płaszczyźnie hiperbolicznej ignorując kolory ryb, drzeworyt ma potrójną i poczwórną symetrię obrotową względem środków trójkątów i kwadratów wykreślonych przez białe linie[11]. W zapisie orbifold(inne języki) ta grupa symetrii jest oznaczona jako 433[11].
Druk
Ryby są przedstawione za pomocą czterech kolorów, dzięki czemu każdy potok ryb wzdłuż białej linii ma jeden kolor, a każda sąsiadująca ryba ma inny kolor. Kolorem czarnym zaznaczono rybi kontur[12]. Drzeworyt ma w sumie pięć kolorów i jest drukowany z użyciem pięciu desek[13][12]. Pełny wydruk wymagał czterokrotnego użycia każdej deski z odpowiednim kolorem[13]. Średnica uzyskanego obrazu to 41,5 cm (16 5/16 in.)[12].
Harold Scott MacDonaldH.S.M.CoxeterHarold Scott MacDonaldH.S.M., The Trigonometry of Escher’s Woodcut “Circle Limit III”, „The Mathematical Inteligencer”, 18 (4), 1996, s. 42-46, DOI: 10.1007/BF03026752(ang.).
Harold Scott MacDonaldH.S.M.CoxeterHarold Scott MacDonaldH.S.M., The trigonometry of hyperbolic tessellations, „Canadian Mathematical Bulletin”, 40 (2), 1997, s. 158-168, DOI: 10.4153/CMB-1997-019-0(ang.).
MicheleM.EmmerMicheleM., Escher, Coxeter and symmetry, „International Journal of Geometric Methods in Modern Physics”, 3 (05n06), 2006, s. 869–879, DOI: 10.1142/S0219887806001594(ang.).