首頁>Club>
五到十一維空間該如何描述?
7
回覆列表
  • 1 # 塞北名駝

    我沒有愛因斯坦的大腦,也沒有空間物理學家們的系統認識,只能在這裡利用感人的畫工開一下腦洞,不到之處,還望海涵!!

    一、空間維度

    維度是探索和認知空間和宇宙的一種概念。簡單來說,0維是一個沒有大小的點;1維是沒有寬度的直線;2維是沒有厚度的平面;3維是一個長、寬、高均沒有“界限”的立體空間。

    二、各個維度內的“生物”

    0維只是個概念,不談。一維中的生物可以是一個點,也可以是一個線段(如圖2)。它們只能沿著直線前進或後退,它們眼中的其它生物(點或者線段)都是一個點。因此,一維世界“生物”眼中的其它生物都是0維的。

    二維中的“生物”可以是一個點、一條線段或一個平面幾何體(如圖3)。它們的運動多了一個自由度,既可以前進/後退,也可以左右運動。它們眼中的其它生物(點、線段、平面幾何體)可能是一個點,也可能是一條線段。因此,二維世界“生物”眼中的其它生物是0維或者1維的。

    綜上可知,生活在一維的“生物”,看到的其它“生物”都是0維的;生活中二維中都“生物”,看到的其它“生物”是0維或一維的,即使自己是二維“生物”。總結而言,生活在N維的“生物”,眼中的世界會發生“降維”,看到的最高維度的“生物”是N-1維的。

    細思極恐的事情來了,我們人類眼中看到的世界是三維的,有長、有寬、有高。那麼,根據上述推論,其實我們所處的世界至少是四維的???

    更細思極恐的是,一個N維空間是可以存在N維生物的,那麼,其實我們人類是四維生物??

    三、另一個維度在哪?

    如果我們的世界真的是四維空間,那麼另一個維度到底是什麼?有人說的時間。但時間作為一個維度,有其狹隘性:

    Ø 其它三個維度都是“雙向”的,可上可下、可前可後、可左可右。但時間至少目前來看,是單向的。“往者不可諫、來者猶可追”;相比其它三個維度,時間維就顯得太過特殊了;

    Ø “時間”到底是人定義的一個概念還是宇宙本來就存在的,本身就存在疑惑。

    因此,我個人不太贊同“時間”作為第四維。那麼第四維是什麼呢?這裡再從低維度說起。

    聚點成線、聚線成面、聚面成體,在三維以內的空間,符合以下規律:N維空間是由無數個平行的N-1維空間構成。那麼簡單推理的話,四維空間是由無數個平行的三維空間組成。而這無數個三維空間是如何有機的構成四維空間的呢?我能想到最合理的辦法就是——蟲洞。

    1、為什麼要“升維”

    “升維”即由N維升級為N+1維。比如一個一維“生物”——線段。在一維的世界了,看到的其他“生物”都是點,那麼自然會認為自己也是一個點。但當它因某種原因,突破一維,進入二維空間,就會意識到自己有可能是“線段”,透過跟二維世界的其它“生物”交流,最終才能明確自己確實是一維生物,而不是0維。因此,只有跳出束縛自己的維度才能真正的認識自己。所以,需要“升維”。

    事實上,即使一個高緯度的“生物”,被約束在低維度中,也會“錯看”自己。比如,一個三維的“生物”,在一維中,表現的照樣是個點,在二維中被看到的仍然是一條線。

    2、“蟲洞”是怎麼形成的

    “升維”,首先要有平行宇宙的概念。圖4是兩個平行的一維世界。a、b兩“生物”生存在各自的維度中。某種原因,在兩個平行世界中,形成了一個通道AB,生物a、b經由通道可進入對方的世界。如果這樣的通道很多,而且穩定,那麼a、b生物就由一維宇宙躍升進二維宇宙了。這樣的通道可以稱其為“蟲洞”(事實上,蟲洞的概念複雜的多)。“蟲洞”雖然名為“洞”,實際在不同的維度中,表現的卻不同。在一維空間中,蟲洞是線;二維空間,蟲洞是面;三維空間,蟲洞是一個立體球。

    蟲洞的形成,是由空間扭曲形成的。空間扭曲,導致和相鄰平行空間形成焦點,本空間和相鄰空間之間均產生“奇點”,是為蟲洞。

    四、四維如何描述

    腦洞大開之後,私以為四維空間是無數個三維空間的集合,各個三維空間之間因空間扭曲而形成“蟲洞”,是的各個三維空間有機聯絡到一起。形象的說,四維空間就是許多的玻璃球碼放在一起,玻璃球與玻璃球之間時不時互相碰撞、交流一下。

    再次總結一下本文的結論,純屬腦洞,打臉別打太狠:

    1、我們人類眼中看到的世界是三維的,有長、有寬、有高。那麼,根據上述推論,其實我們所處的世界至少是四維的???

    2、一個N維空間是可以存在N維生物的,那麼,其實我們人類是四維生物??

    3、時間不是第四維;

    4、四維空間就是纏繞著蜘蛛絲的一堆玻璃球。

  • 2 # 鎂客網

    要理解四維以上的空間,我們首先要從0維開始說起:

    0維是一個沒有長度、沒有寬度、沒有高度的點;

    一維是一條沒有寬度、沒有高度的線;

    二維是一個沒有高度的平面;

    三維就是有長、有寬、有高的空間,很直觀,因為我們就是眼睛所見就是3維的空間。

    四維就是在三維的基礎上加上時間,我們可以把自身理解成一個點,時間理解成一條線,你沿著時間線從小到大從生到死,只能順序前進,不能停止和後退,這就是四維。

    四維以上又是怎樣的呢?

    五維,是在四維的基礎上加上可能性,即你在任意時間點上做出的不同舉動可以產生任意種可能性,每種可能性會產生一條新的時間線,從任意點放射出去,但任意時間點上的任意時間線都是不交叉的;

    六維,是平行空間(平行空間非平行宇宙),就是使五維任意時間點上的任意時間線透過改變引力或重力使五維扭曲而相交,從而可以直接穿越到另一種可能性,而不必再回到改變決定的那個時間點重走時間線;

    七維,就是把整個六維空間看作是一個點,即加入奇點,即時間開始的那個點,無數個這樣的點組成的是線七維;

    八維,就是在七維線上任意點會產生任意宇宙,或與我們相似,或與我們完全不同,同五維一樣,這無數個宇宙的可能性是不相交的;

    九維,是透過改變引力或重力使八維扭曲而使不同可能性的宇宙時間線相交,達到直接穿越平行宇宙的能力;

    目前,從理論上來說維度空間有十一維,當然,這些理論都是基於宇宙大爆炸原理所得出的。

  • 3 # 天條可說

    首先二維空間一維空間也好要先走個定義明確特性,加以證明。那四維空間五維空間的定義特性很多人都有說,卻沒有明確的證明。所以只能說是猜想。既然猜著想,那咋想都不靠譜。

  • 4 # 洪一下

    我們的大腦結構只能了理解到三維,想要理解四維以上的空間,只能透過數學幾何方式,或者以投影,截面等類比方式來進行簡直理解。目前,科學家們已經可以精確的計算出各種幾何結構在多維空間中的具體結構。

    比如上圖中的幾何圖形叫正六百胞體,它是由600個正四面體胞、1200個正三角形面、720條稜、120個頂點組成,是四維凸正多胞體,正二十面體的四維類比。而下面這個圖形是它在三維空間中的投影。

    算了,這個太複雜了,看著頭都大,不如從最簡單的三角體開始瞭解吧。三維的三角體就不用上圖了,我們直接來個四維的三角體在三維空間的投影圖,並且是轉動的哦。

    其實四維的三角體就比三維的多了一個角點,然後每個角點都相互連線起來就行了。感興趣的話同學可以自己在四維上畫出來,這也是最簡單的多維幾何體了。瞭解了四維的三角體,再面對五維三角體時就輕鬆多了,如下圖所示:

    從圖中可以看到,五級的三角體有五個頂點,每個頂點都連線著五條線,而四維是四個頂點各四條線,以此類推下去,多少維就對應多少個頂點和多少條線,是不是感覺簡單多了?好像多維空間也不是那麼難理解吧。。。

  • 5 # 建章君

    這裡頭的關鍵是得把“維”的含義準確理解清楚。

    我們不妨隨便寫一個六元函式:

    F(x,y,z,u,v,w)=6x+7y+8z+4u+2v+11w

    這個函式總計有7個變數,其中F是因變數,而x、y、z、u、v、w是六個獨立的自變數。這裡的F因變數在數學上就是一個六維空間,也即由六個自變數所共同確定的量。說白了,構成F的變化的因素有六個基本方面。

    這就像我們觀察一個人,可以從身高、體重、膚色、容貌、性格、品質等六個方面來進行綜合評價,每個方面的因素都有其各自的權重,最後獲得一個總值。這種評價視角,其實就等於是創設了一個六維的多維空間了。正因如此,高維度其實根本不是什麼神秘的事物。

    也就是說,每個維度變數的具體含義是什麼並非是拘泥僵化的,因為這其實只是抽象的數學空間,只是我們自己發明的數學工具。我們完全可以按照我們思考與解決問題的需要,而人為地去設定含義,本質上多維的數學空間依然是為了我們的量化計算需要而設立的。因此,我們就有賦予它含義的自由!

    如果要讓抽象的數學空間代表具有現實意義的物理空間,我們此時可給每個變數賦予適當的物理含義。

    每個變數的含義是完全可以人為規定的,但是變數與變數之間的關係,最好要有“正交性”。什麼是“正交”?比如規定x、y、z這三個量代表現實世界的長、寬、高的三個方向的話,那麼三個軸之間的垂直就代表其“正交”。如果我們規定u代表時間,此時就用“正交”來代替“垂直”這個概念。為什麼說u軸與x、y、z三軸都正交呢?因為時間在這三個方向上的流逝是平等的,並不是說在某個方向上會更快或更慢,在方向上有特殊性。也就是說“正交”的概念,陳述的是代表不同維的變數之間的平等性。

    可見四維以上的空間其實根本就不難想象。一般所謂難以想象,只是因為人們缺乏準確理解而已。

    包含時間維的四維時空,只能說是數學上抽象的四維空間的一個應用上的例子。這並不是說“四維空間”就只能是“四維時空”。我們要注意,純粹數學上的四維空間是沒有具體物理含義的,因為每個維度可以因為實際應用需求的不同而設定為你所需要的含義。

    我們生活的現實的世界,在物理上就是一個現實的“四維時空”,其實根本就不是靜態的“三維空間”。我們常說的自己生活在“三維空間”其實是一種錯覺,因為我們根本就不可能活在一個一動不動的“三維空間”。

    而五維以上物理空間的設想,只是因為我們發現現實世界比四維更復雜,四維的描述不夠用了才發展出來。

    我們完全可以自己給每個維度新增自己設定的含義,從而創造出新的維度空間的觀念出來,當然前提是得做到邏輯自洽。比如至少得能清楚說明每個維度相互之間的“正交性”,否則恐怕就不太能說服人了。

    像現在流行的十一維的宇宙空間觀念,其實也只是一個假說而已,不是非得就這麼認定的。其理論基礎,無非也就是在“四維空間”的基礎上,新增獨立描述物理性質的變數。所謂十一維,無非就是相當於認為用十一個獨立的物理變數,可以完整描述整個大千世界。

    最後,我們要注意,對我們來說:三維以內能“畫”得出來,四維能“播”得出來。而五維以上的幾何就肯定是屬於超越視覺了,想要進行“視覺化”的想象反而是錯誤的。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 文明發展如賓士的列車,時至今日,我們如何理解“外來的和尚好唸經”這句古話?