四维空间什么样?一个无法想象的东西,真的存在吗?
⭐发布日期:2024年10月10日 | 来源:惠农网
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很多人小时候第一次接触到“四维空间”这个概念,还是通过一部名为“哆啦A梦”的动画片,里面哆啦A梦的百宝袋就被称为“四维空间兜”。
那个时候我们并不知道什么是四维空间,我们只知道那个兜兜可以装下无穷无尽的东西,就算把整个宇宙都装到里面,它也填不满。这种描述的确符合四维空间的特性,那么到底什么是四维空间呢?我们身处的世界是三维空间,在这个空间之中,只需要三个参数便可以确定一个物体的位置、描述一个物体的形状,即x、y、z轴和物体的长、宽、高。
在四维空间中就不同了,你要想准确定义一个物体的位置,只有x、y、z三个坐标是不够的,你还需要第四个坐标,而这第四个坐标就是一个新的维度。
也就是说在思维空间之中,你能够穿过一点画出四条相互垂直的直线。同样的,四维空间中的物体也是四维的,除了长、宽、高之外,物体的形状还有着一个另外的属性。这个空间是什么样子的?里面的物体是什么样子的?根据这些描述,你能够想象得出来吗?当然想象不出来,而且一点也想象不出来。
如果二维空间存在生命,那么其中的纸片人也同样无法想象出我们所在的这个三维空间。
因为对于纸片人而言,他所在的二维平面没有第三个维度,他自己也没有第三个维度,如果我们把纸片上的一个方块给拿走,他只会认为这个方块凭空消失了,既不会看到,也不会意识到这个方块是移动到三维空间中去了,因为他没有“高”这个概念。我们其实和这个纸片人是一样的,身处三维空间的我们,无论如何也不可能想象出四维空间的样子,因为不管是我们的世界,还是我们自身,都没有这第四个维度。
既然四维空间连想象都想象不出来,这个东西有可能是真实存在的吗?我们又该如何证明它的存在呢?
在欧几里得几何学范畴之下,我们的确是没有办法准确地描述四维空间,但如果我们离开这里,进入到黎曼几何的世界,便能够给四维空间一个合理的解释。在黎曼这位伟大数学家的世界之中,空间并不是通过坐标来描述的,而是通过曲率来描述空间的形状与结构,这样一来,四维空间就变得容易理解了。
我们都知道,在广义相对论之中,爱因斯坦提出了时空弯曲的概念,而这就是建立在黎曼几何的基础之上。
通过黎曼所提出的这些概念,我们对于四维空间产生了一些更为具体的认知。比如,我们的世界是三维空间,也称“四维时空”,即三维空间再加上一维时间,但是在我们的世界里,你是感知不到时间的存在的。你能够感知时间,是因为周围的物体都在运动和变化,想一想,如果世界上的一切都完全静止不动,你如何能够意识到时间的存在呢?
但在四维空间中就不同了,在那里,时间不是一个抽象的概念,而是一个具体的东西,你可以直接感知到它,甚至可以抓住它或者操控它。
当然,我们是没有办法进入四维空间的,因为在四维空间中的一切都是四维的,就好比我们所处的三维空间都是三维的一样。画在纸上的画没有厚度吗?当然有,即便不考虑纸的厚度,画本身也是存在厚度的。所以如果人真的进入四维空间,身体结构也会发生突变,它会多出一个维度,而这个多出来的维度很可能会要了我们的命。
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姚兴
1秒前:同样的,四维空间中的物体也是四维的,除了长、宽、高之外,物体的形状还有着一个另外的属性。
IP:23.96.6.*
厉嘉琪
2秒前:里面的物体是什么样子的?
IP:33.37.8.*
吉莲·韦格曼
5秒前:因为对于纸片人而言,他所在的二维平面没有第三个维度,他自己也没有第三个维度,如果我们把纸片上的一个方块给拿走,他只会认为这个方块凭空消失了,既不会看到,也不会意识到这个方块是移动到三维空间中去了,因为他没有“高”这个概念。
IP:59.22.3.*