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如何理解“四维空间”?
空间,维度,四维如何理解“四维空间”?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
如何理解“四维空间”?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
是真实的,人类还不能进入的空间,想想你梦境空间就是吧
回答于 2019-09-11 08:43:50
如何把时间算上一个维度的话,那么我们生活的空间就属于四维空间,即三个空间维度加上一个时间维度构成。电影《星际穿越》中通过在黑洞中把时间维度可视化,依次来展现我们的四维时空:即可以通过时间维度看到过去的事情,但不能够看到未来的事情。通过引力可以改变时间维度,影响过去。
但正是因为时间维度和空间维度区别很大,且时间维度即便可视化也只有过去没有未来,所以很多人认为时间不能够算是一个维度,甚至有人指出时间只是记忆产生的错觉,是我们大脑对我们的欺骗而已。量子力学的双缝干涉延迟实验甚至直接指出一个事件只要没有被记录,就可以通过现在去改变过去。也就是说,时间只是记录的效应而已。为此,玻尔直接感叹只有被记录的量子事件才是事件。如果排除时间维度,只算空间维度,四维时空又是如何呢?
一维是线,二维是面,三维是体,那么依次类推四维就是超体。四维在三维的基础上多了一个垂直于各个维度的维度。听起来有点绕口,但确实如此。因为我们是三维生物,所以肯本无法直接在现实中构造出来四维空间。我们目前所已知的三维物体,其实在高维来看,都不过是四维的投影而已。比如一个正方体,它是一个超正方体的投影而已。
虽然我们不能够想象或者画出四维物体,但其实我们可以通过简单的模型来表述四维物体的样子。比如克莱因瓶就包含了四维的概念,克莱因瓶的瓶口和底部出口在同一个位置,但入口却是通过第四维直接进入瓶内部和底部出口链接的。可以这么说,在四维空间下,我们所有的三维物体都没有内外之分,都不是密闭的,而是敞开口的。
总之,四维空间很难理解,只有少数人可以理解的了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
我们都知道,人类生活在四维时空中,也就是三维空间+时间,时间是一个维度,只能不断向前。而通常我们所说的四维空间指的是在三维空间的基础上多一个空间维度,也就是所谓的四维空间。
那么这样的四维空间到底存不存在?我们又该如何理解四维空间呢?
首先,或许是因为我们本身就是三维物种,意味着即使四维空间真的存在,我们也很难想象到它到底是什么样的存在方式。所以目前关于四维空间的描述基本上都只是停留在想象和猜测中,而且理论上也只是以数学上的概念为主。
简单说,四维空间就是在一个点上有四条互相垂直的直线组成的空间(N维空间就是有N条互相垂直的直线组成的空间),而在一个点上有三条互相垂直的直线(也就是长宽高)这我们都知道,但再多出一条互相垂直的直线在哪里呢?
我们不得而知,只能想象或者假设有那么一天直线。
还有一种理解四维空间的方式,简单说四维空间就是三维空间的移动(同理,N维空间就是N-1空间的移动),比如二维空间(也就是一个面)的移动就形成了三维空间。
还可以这样理解,四维空间的投影就是三维空间,就想三维空间的投影就是一个面(二维空间)一样。
但所有这样对四维空间的理解方式都是建立在想象的基础上,我们不能肯定四维空间是否真的存在,有些科幻电影的情节描述通过黑洞可以穿越到高维度空间,但那也只是科幻而已,并不是科学!
那么,您认为四维空间存在吗?会以何种方式存在呢?
回答于 2019-09-11 08:43:50
从四个不同角度视查特定物体所在空间就是四维空间!
回答于 2019-09-11 08:43:50
关于这个问题,我曾经答过,我再发一遍吧。
我们都知道我们生活的世界是一个三维空间,很多人认为四维空间只是在三维空间的基础上增加了一个时间轴。其实,这种说法只是闵可夫斯基的四维时空,而不是真正的四维空间。
那么如何判断是N维空间?
最简单的方法是,过一个点可以做N条相互垂直的线那么就是N维空间。
为方便理解以下举例说明:
零维空间:通过一个点无法做出一条垂直的直线,因为这是一个点,没有直线与他相交,所以他是零维空间。
一维空间:是一条直线,这条直线上的任何一点都只能画一条直线与其垂直。
二维空间:是一个平面,其中任何一点都可以使两条直线相互垂直,即熟悉的x、y平面直角坐标系,在这个平面上既可以生成任何几何图形,又可以生成熟悉的二维动画。
三维空间:是通过空间中的一个点可以使三条相互垂直的线,即我们熟悉的世界,x,y,z笛卡尔坐标系。
四维空间:顾名思义,这个空间的任何一点都可以画四条相互垂直的线。我们很难想象三维空间中的四维是什么样子。但我们可以尝试将四维空间中的立方体投影到三维空间,即超立方体。
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