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1 # 梁山好漢217181530
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2 # 黃安慶5
零維空間是一個點,一維空間是一條線,二維空間是一個平面,而三維空間就是我們所處的立體世界了。在我們的認知之下,三維空間就是最高的維度空間,當然,我們之所以會產生這樣的認識並不是因為三維空間真的就是最高維度的空間,而是因為我們就處於三維空間之中,所以我們無法想象更高維度的空間是一種怎樣的狀態。四維空間、五維空間、乃至十一維空間,這對我們來說都是一個謎。當然了,從幾何學上我們可以定義這些更高維度的空間,我們可以說在幾維空間中就能畫出幾條相互垂直的直線。
零維空間只是一個點,畫不出直線,所以是零維。一維空間是一條線,所以就是一維。而在二維空間之中,也就是一個平面之上,我們可以畫出兩條相互垂直的直線,所以我們稱其為二維空間,至於三維空間,我們則可以畫出三條相互垂直的直線,也就是我們通常所說的長寬高。以此類推,四維空間就可以畫出四條相互垂直的直線,五維空間就可以畫出五條相互垂直的直線,而十一維空間則可以畫出十一條相互垂直的直線。雖然我們能夠在幾何學上定義更高維度的空間,但是我們卻仍然沒有辦法想象有四條相互垂直的直線的空間會是怎樣的一種狀態。因為作為三維空間的生物,我們太缺乏想象力了。
既然我們無法想象高維度空間的樣子,更無法證明高維度空間的存在,那麼為什麼仍然有那麼多的科學家熱衷於研究這一毫無根據的科學猜想呢?因為這會讓世界變得更簡單,也更加有趣。我們的世界太過複雜了,我們都知道,在這個世界上有著四種基本力,也就是引力、電磁力、強核力和弱核力,我們可以用物理定律來描述其中的每一種力,但問題是這四種力遵循的物理定律各不相同,毫不相似,無法統一。然而,宇宙應該有一個統一的規律,這個規律作為宇宙的基本規律,應該是簡單的,只有找到了這個規律,人類科學才能有真正意義上的突破。
否則,世界就太過複雜了,在如此複雜的規律面前,我們根本無法實現突破性的科學進步,或者說是很難。科學家們絞盡腦汁,也找不到方法,但是如果我們將空間的維度提高,那麼問題就迎刃而解了。舉個例子,如果我們腳下的大地開始呈波浪狀巨幅抖動起來,我們一定會非常驚訝,科學家們很難找出原因,更會有人將此歸結於怪力亂神。現在我們將自己想象成一隻畫在紙上的螞蟻,如果我們跳出紙張,來到三維空間,就會發現,所謂的大地波浪狀抖動不過就是三維空間的一個人在抖動紙張而已,非常簡單,這就是在高維度空間,複雜的問題會變簡單的一個有趣的比喻。
高維度空間會讓問題變簡單並不是一種臆想,而是事實,在以前描述高速運動的物理現象是一件複雜的事情,但自從愛因斯坦將三維空間和一維時間結合之後,產生了四維時空的概念,許多從前需要一打方程式描述的物理現象,現在只需要一個方程就可以解決了。另有一位叫做卡魯查的數學家,在將五維空間概念引入之後,而輕鬆的將引力和電磁力結合在了一起,可見,只要繼續提高空間維度,統一四種基本力是一件很容易的事情。世界變得簡單了,生活也會變得更加輕鬆和有趣。而現在的問題在於,我們必須設法證實高維度空間的存在,否則透過提升維度來讓問題變得簡單的做法就有些自欺欺人了。
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為了防止宇宙會在若干年後爆炸人類不得不向宇宙空間進軍探索宇宙空間的奧秘讓人類永續的發展下去或者讓人類更加舒服的生活。人類對宇宙的探索離不開航天技術的發展。航天器可以分為無人航天器和載人航天器兩種。航天器從無人到有人的發展恰好說明了人類對宇宙的探測也經歷著由淺入深的變化。按照這個思路分三部分介紹了宇宙探測的發展。第一無人航天器上天后發現了許多關於地球和宇宙的新知識。第二載人航天器上天后使人類更直觀地瞭解地球的宇宙環境。透過“火星”號探測器、 “阿波羅”計劃和“天空實驗室” 我們瞭解到人類已經實現了對行星、月球、太陽的逼近觀測獲得了大量新的資料。第三宇宙探測的意義。兩方面說明了這個問題。一是宇宙探測具有
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天文學的意義使人們對一些天體包括地球本身有了進一步瞭解促進了天文科學的發展。二是宇宙探測對改變人類社會生活的意義。說明了人們利用各種衛星服務於社會生活。