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1 # 來看世界呀
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2 # 語境思維
什麼“四維生物”與“高維空間”,都是毫無物理意義的偽科學八卦。今天就來捋一捋。
四維的物理意義四維,說全了叫四維座標系,包括橫維(x)、縱維(y)、豎維(z)、時維(t),四個測量基準線,通常,其座標原點S=(X Y,Z,t)=(0,0,0,0)。具體應用很簡單,例如:
以午夜零點某機場為原點S(0,0,0,0)出發的飛機,在凌晨1:00時,高度Z=5千米,橫座標X=500千米,縱座標Y=10千米,此時該飛機的定點座標:P=(500,10,5,1:00)。
這裡有兩個簡化手段,①把飛機場看成絕對參照系,不必考慮相對論效應。②把飛機看成質點,不必考慮飛機的體積大小或變形引數。
若考慮某時點區位飛機變形,就得另外增加六個維度(x,y,z,xy,xz,yz)專門監控變形引數。
其中,飛機的外空間座標是(X,Y,Z,t),飛機的內空間座標是(x,y,z,xy,xz,yz,t),這是複雜的10維或11維座標系,這是數學思維。
不過,物理思維不應該這麼死板。聰明的物理思維,採用突出主要忽略次要的唯象分析法。
統計熱力學只考慮狀態,不考慮過程。質點動力學、剛體動力學、流動動力學分別研究。
選擇絕對參照系&建立最簡座標系物理學的基本任務
物理研究的任務,無非是透過測量與統計,揭示出物體的結構特徵與物體的運動規律。
若研究物繫結構特徵,就不必考慮它的位移,只考慮測量基準、立體模型、密度分佈、形變應變、轉動慣量、自旋角動量、偶極矩。
若研究物系運動規律,就不必考慮它的大小,只考慮測量基準、速度頻率、路徑軌跡。
最簡潔的測量基準
解析式必須對應幾何圖。幾何圖必須對應座標系,座標系必須對應參照系,即:
解析式 ↹ 幾何圖 ↹ 座標系 ↹ 參照系
這是起碼的數理邏輯鏈。毫無疑問,選擇最簡單的物理參照系,就有最簡單的物理方程。
最簡單的參照系,是相對靜止的母系統,是子系統的測量基準,其座標原點為(0,0,0,0)。
例如:原子是核外電子與原子核的絕對參照系。地球是飛機與宇航員的絕對參照系。
一部照相機的人體照片,是一幀二維平面景象,可寫成二維方程:f=f(X,Y)。這是靜態的投影,而靜態的時間t=0。
一部攝影機的影片錄影,是若干禎二維景象的疊加,可寫成動態的三維方程:f=f(X,Y,t)。
若干部攝影機組合錄影,是若干禎二維景象疊加之疊加,有四維方程:f=Σfn(Xn,Yn,Zn, t)。
可見,活人是四維動物=3維身體+1維活動時間。不過,死人只是三維的。人類有生命週期,依賴於1維時間,顯然不能永生。
無論是實體還是空間都是運動的。有運動就有過程,就有時間,就有生死輪迴。不存在什麼永生的東西。
好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。
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四維乃至更高維度的空間,不是目前的人類可以想象的,但宇宙沒有不滅的事物,即便它們相對人類壽元無限,但相對於宇宙而言也不過是匆匆過客。
我們生活的世界,可以算三維空間,加上一個時間就是四維時空了,沒有永生的生物,傳說中的燈塔水母也不是永生,只是它們的繁殖和生活方式造成了“永生”的假象。更高維的時空間在一些假說和數學等推演中是存在的,裡邊具體是什麼樣的 ,我們也不能想象,但總歸還是在這個宇宙內,就還是不不得不受宇宙的限制,宇宙壽命有限,管你內部生活於哪個維度的文明,都將隨著宇宙的滅亡而滅亡,除非多元宇宙存在,它們可以跨宇宙生存。
時間的的本質不是我們看到的數字,時間存在的更根本的原因是這個宇宙的運動變化,運動是絕對的又是相對的,不管高維生物怎樣生活,也是一連串的事件的組合,不過相對於人類的時空間,高維生命或者其他什麼玩意兒或許可以製造出更廣泛持久的時間膨脹等效應,也或許由於維度不同,時間的流逝相對於人類顯得很緩慢,個體的壽命相對於人類個體也是“無限”,但總歸還是這個宇宙的一份子。
宇宙也不是無限的,或許在目前的宇宙出現之前,已經發生過無數次的宇宙大爆炸,但從宇宙的微波背景、可觀測的宇宙規律來看,宇宙的範圍和壽命也不是無限的。所謂的有線無線、永生不滅都是相對的吧。