Saturday, July 16, 2022

解读四维空间,它与三维空间的区别是什么?




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解读四维空间,它与三维空间的区别是什么?

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简单说就是:四维空间比三维空间装得更多。有些人会把四维空间比作是妖魔鬼怪,认为四维空间很虚幻,我们很难想象四维空间到底是什么样子的。

但科学家并不这样认为,他们试图用四维(高维)空间诠释自然规律。

文章图片1

那么,到底什么是四维空间?

用数学语言描述就是,四条相互垂直的直线同时穿过一个点,组成的空间就是四维空间。

但显然,这种数学描述在我们看来是难以理解的,甚至是不靠谱的:数学早就告诉了我们,通过一个点只有三条相互垂直的直线,哪来的第四条呢?

我们无法想象第四条直线到底以何种方式存在,这很正常,因为如果第四条直线存在,肯定不在三维空间,而是另一个维度。就像一个二维生物(假设存在)很难想象一个点有三条相互垂直的直线一样。

简单讲就是,四维空间更多地体现在数学概念里,比较抽象。而我们需要的是具体的物理学描述。

下面就尽可能地猜测四维空间的某些特点。

文章图片2

第一,四维空间比三维空间具有更大的包容力,因为多出来一条维度。直白来说就是,四维空间比三维空间更大。

第二,在四维空间里,想要从某个地方去往另一个地方,有更多的轨迹方向可以选择。这就像我们所在的三维空间与二维空间的区别,从一个地方到另一个地方有更多的路径可以选择,而二维空间里只有一个路径。

同时,如果一个人在四维空间里运动,在三维空间里的我们看来,他会突然消失,然后在其他地方突然出现。

文章图片3

第三,在四维空间里,可以把三维空间进行折叠,轻松实现时空穿梭。这就像三维空间里的我们可以把一张纸折叠起来,实现虫洞效应一样。

四维空间里的物体到底是什么样子的呢?

简单说,就是一种叫做“超体”的东西,超立方体。在超立方体里,每一个面都相当于三维空间中的立方体。

以上只是对四维空间的一些猜测和想象。不过科学是非常严谨的学科,科学家需要的不仅仅是想象和猜测,更需要实证还有对科学发展的一些帮助。

文章图片4

而爱因斯坦把时间当成一个维度,引入了物理学界,就让物理学的发展焕然一新,这也启发了科学家们的思维:当在物理学中引入高维空间后,物理定理和大自然法则的描述变得更加容易,更加简单。

这也是为什么,如今的很多前沿物理论思想都是以高维空间为基础和前提的,因为在我们的三维空间里,很多大自然法则是无法兼容,甚至会出现相互矛盾的结果,比如广义相对论和量子力学。

而一旦把大自然法则放置在高维空间里,利用高维空间的超对称性,矛盾瞬间化解,完成统一。

科学家们追求的就是终极的大统一理论,而利用高维空间追寻大统一理论,看起来更为简单,也更加简洁!

热门评论
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开心果282484822
1
空间是三维空间,时间是一维时间,多维矢量、多维向量、多维数组等等维度存在不确定性。
回复1个月前
幽默扑克Af
0
这样说好理解三维空间是我们的认知空间。而四维空间就有点相秦始皇朝到清朝在一个运动立方道体之中。不同的时间里可以看到唐朝宋朝。展现在我们的空间必须与時间髙度切合产生的效果。这个時间应该是瞬间一个点的概念它和三维空间始终保持垂直,有点相打CT照片一样。五维空间是一样的道理他争对是和鬼神交往的第五空间。没有什么不好理由的,因为这是人的缺陷。人是典型的存在思维者。看得见的就成认。看不见的否定。这样不适合科学发展的进程。少打麻将,少上网玩。多学习争思考。必有大成,科学无国界,而我们的思维也须无域界,破域是我们的自我完善。
回复3周前
在一个西方的山洞里
0
把月球、地球、太阳列为三维空间才有我们人类社会历史发展进程,但还不够必引入笫四维即太阳系之上的银河系来左右控制太阳系内三维运转才能和诣穿越时空与生死以致永恒,这是我对四维空间个人的理解仅供参考。
回复1个月前
遥遥59
4
看完全文,依然无法理解
回复1个月前
可靠白云lx
1
通俗一点就是,光速。
回复1个月前
野猪哥哥
0
有没有一维 二维的生物 如果不存在 那么 一维 二维 三维 四维只是为了研究问题提出的概念 根本就没有四维空间
回复1个月前
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