四维空间是真实存在还是虚构的概念?人类能进入四维空间吗?
根据爱因斯坦的广义相对论,我们生活在四维时空里(三维空间+时间维度),那么有没有更高的空间维度,比如说四维空间?这里有必要强调一点,空间和时间是一体的,两者不可分割,就像一个东西的两个面一样,任何把空间和时间分开讨论的行为其实是没有意义的。所以我们通常所说的“四维空间”,更严谨的说法应该是五维时空(四维空间+时间维度)。
这里先允许我不严谨一下,暂且抛开时间维度不谈,一起来探讨一下四维空间。
说到四维空间,首要的一个问题就是:到底什么是四维空间?
简单来说:没有人知道,甚至没有人能够想象到,所有关于四维空间的描述本质上仍旧是三维空间。因为我们生活在三维空间,理论上我们不可能想象到任何现实中不存在的东西。
有人可能不服气:怎么会想象不到?电影小说里的很多奇怪的生命在现实中都不存在!
不要着急反驳。仔细回想一下所谓的“现实中不存在的生命”,其实都能在现实生活中找到模板,都是我们的想象力对现实的回馈。
既然我们连四维空间到底是什么都不知道,就没有讨论四维空间的必要了吗?
也不能这样说,不管如何,我们可以去猜测,毕竟猜测无罪。
从数学概念上来讲,四维空间其实就是在三维空间的基础上多出一个几何维度,也就是在几何数轴的长宽高维度的基础上,再增加一个维度。
但这个维度到底如何增加?这是一个大问题。但可以肯定的是,这个维度脱离了我们的宇宙。很多人把四维称为“超体”。
我们可以试着理解二维空间,间接地理解四维空间。
二维空间只有长和宽两个维度,没有深度(高),就像一张没有厚度的纸张一样(其实这样的纸张是不存在的),不管一张纸有多薄,总是有厚度的。或许二维空间更像我们的影子。
而生活在三维空间的我们仿佛就是“神”一般地存在,我们可以全方位观看二维空间里的一切,但二维空间里的生物(假设存在)无论如何发现不了我们,只能看到我们的“投影”。
说到投影,有人就提到这样的观点:三维空间也是四维空间的投影,但具体是什么形式的投影,我们不知道。
就好比三维空间在二维空间的投影如果是一个圆形,并不意味着三维空间里的东西一定是圆形,可以是任意形状,只要投影是圆形就可以。
著名科幻小说《三体》里就有关于四维空间的故事情节描述。任何人一旦进入四维空间,就会变得完全透明,没有了任何视线上的阻碍,可以毫无阻碍地看到每个人身体内部的结构,包括血管,器官等等。
虽然我们生活在三维空间,但本质上我们看到的都是二维的面。按照《三体》的故事描述,只有到了四维空间才能看到真正的三维世界。
人们总是渴望前往貌似更高级的 四维 空间,但换一种思维方式:我们真的理解低维度空间吗?或者说,低维度空间真的存在吗?
比如说二维空间,到底什么是二维空间?
一个面?这个面该如何存在?
假如在二维空间里同样生存在某种生物,生活在三维空间里的我们真的就是他们眼里的“神”吗?比如说可以轻松地把二维生物抓起来?
仔细思考这个问题,或许你会发现,除了我们生活的三维空间(四维时空),其他的维度,不管是二维空间或者四维空间,都是虚幻的概念,或者说都只是数学模型!
即便是存在所谓的“四维空间”(或其他维度空间),人类进入的可能性也几乎为零,因为我们本身就是三维生物,我们到达的任何地方都只能是三维的,就像二维生物不可能来到三维世界一样!
四维空间被证实真实存在?如果人类进入四维空间会变成什么样子?
所谓的 "四维空间"(或高维空间)已经被讨论了无数次,但没有人能够准确说出四维空间是什么,或者 "它是否存在?要从纯客观的角度来表达多维空间,只有通过想象才能容易理解。你可以把多维空间想象成成千上万个俄罗斯娃娃,假设有10个俄罗斯娃娃 *** 在一起,人类在成长过程中依次进入第三组伊娃空间(3d),那么人类实际上也存在于全部4、10d空间,因为高维是由低维叠加而成的,并不是相互独立存在。
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三维空间是指哪三维,四维呢?
三维空间,也称为三次元、3D,日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间。而且日常生活中使用的“三维空间” 一词,常常是指三维的欧几里得空间。 长、宽、高便构成“三维空间”。三维即前后—上下—左右。三维的东西能够容纳二维。三维空间的长、宽、高三条轴是说明在三维空间中的物体相对原点O的距离关系。 三维空间(也称为三次元、3D),日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间。而且日常生活中使用的“三维空间”一词,常常是指三维的欧几里得空间。在历史上很长的一段时期中,三维空间被认为是我们生存的空间的数学模型。当时的物理学家认为空间是平坦的。二十世纪以来,非欧几何的发现使得实际空间的性质有了其它的可能性。而相对论的诞生以及相应的数学描述:闵可夫斯基时空将时间和空间整体地作为四维的连续统一体进行看待。弦理论问世以后,用三维空间来描述现实中的宇宙已经不再足够,而需要用到更高维的数学模型,例如十维的空间。四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义。 四维时空是构成真实世界的更低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知。我在一个帖子上说过一个例子,一把尺子在三维空间里(不含时间)转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种“此消彼长”的关系。 四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大。在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑。 在狭义相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。学物理的朋友解释下多维空间到底什么样!四维空间以上怎么解释?最多多少维?可以实现多维吗?
弄的我是真的头疼!专业的朋友解释下。满意的再加30分
别复制答案 我也会问度娘! 用些简单易懂的回答。
首先,画一个点(0维),将他平直的移动一段距离,其轨迹就形成一条线段(1维),将这条直线沿着垂向平直移动一段距离,其轨迹形成一个面(2维,比如长方形),再将这个面沿着垂向平直移动一段距离,其轨迹就形成一个6面体(3维,比如长方体)。接下来我们就遇到难题了,长方体不论沿着那个方向都不能成为4维的。因为他在三维空间中移动之后我们任然可以用长宽高3个量完全描述它。为此我们找到了第四个移动方向——时间。6面体沿着时间平直的移动,就形成4维的长方体(时空坐标t,x,y,z)。我们可以这样理解:昨天桌子上放着一个长方体,但是前天桌子上并没有长方体。如果你不再加一个时间量的描述,那么人们就不知道长方体在哪?“长方体在昨天的桌子上。)接下来遇到大难题了,我们这个世界用(t,x,y,z)坐标可以描述任何物体事件。所以我们找到第五维度非常有难度。前面的四维几何体,实际上是3维加上时间维。
我们还是找到了另一量:密度(或者说是弯曲度)。地球上表面画出一个正方形。地球上的人想当然的认为就是2维的正方形。但是宇航员观察到,这个正方形是弯曲的,是三维的。但是生活在2维表面的人,怎么知道正方形是弯曲的呢?其实 *** 也很简单。在正方形上找一点,画一个圆,圆的周长C=1πr。也可以直接测量。我们测量出来的数据不一样,就可以证明正方形是弯曲的。同样,我们放到三维空间中,可以发现直接测量的周长和2πr不一样。从而找到第四个空间维度,偏移量的多少就可以知道弯曲程度。四维空间加上一维时间。目前的宇宙大尺度是5维的。超过5维,就要更加细心研究和测量了。因为测量第四维度的刻度,已经非常困难。我们得知4维空间的准确坐标之后(其实受到第五维的影响,很可能测量很大误差),继续测量四维的弯曲程度,,,等等。据说弦论的研究者已经计算到第11个维度。不知道实验有没有证实。
首先要研究第四维就要到外界影响很小的大尺度外太空。研究第5个空间维度,难度非常大。。。。
四维空间里有什么? 当速度超过光速时真的能时光倒流吗?
速度越快时间越慢,所以是到了未来,不是回到过去。
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