維空間

維空間

震動的平面構成
根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙隻是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間甚至21維空間,隻是我們看不見。[1]三維的世界是靜止的,當三維世界以時間為基準發生變化時,四維空間就産生了,如果把時間看作一根軸線,則這個軸線上的任意一個點,都是一個三維空間,也就是說無數個三維空間依據時間軸線集合,構成了四維空間。二維空間,我們可以想像得到,第二條維是與第一條維相垂直的直線,在紙上我們就可以畫出,而且再也無法找到第三條與這兩條垂直的直線,這就是一個平面。
    中文名:維空間 外文名: 适用領域: 所屬學科: 名詞類型:定義概念 名詞領域:理論物理學 涉及理論:超弦理論

簡介

點是零維的,無參數

線是一維的,參數是點

面是二維的,參數是線

體是三維的,參數是面

那麼以體為參數構成的空間應該就是四維空間。

以體為參數構成的時空應該就是四維時空(三維空間加一維時間)。

四維時空在科幻中好像是要聯系到黑洞、蟲洞這些東西,比較難理解。我們人類能夠感知的隻有三維了。

物理概念

在物理上,多維有很多模型。理論上,維數不可以很高。為了解釋,宇宙整體的有限無邊的性質,必須引入多維,一般是四維時空(一對相對組成性質),也有一些其它有限可數的維數,可能在物理上成立的模型不多。去思考難度很大,因為要受到物理現象的約束

一:零維,一維,二維,三維。

零維度空間是一個點,無限小的點,不占任何空間,點就是零維空間。當無數點集合排列之後,形成了線,直線就是一維空間,無數的線構成了一個平面,平面就是二維空間。無數的平面并列構成了三維空間,也就是立體的空間

二:第四維:時間

三維的世界是靜止的,當三維世界以時間為基準發生變化時,四維空間就産生了,如果把時間看作一根軸線,則這個軸線上的任意一個點,都是一個三維空間,也就是說無數個三維空間依據時間軸線集合,構成了四維空間。

在四維空間中,時間呈線性進行,雖然未來不可預測,但源頭隻有一個,将來也隻有一個,不管下一秒将發生什麼,即将發生的未來隻有一個。

同樣,忽略了三維屬性後,我們将會發現,任意一個四維物體在時間軸上都表現為一條線段。

三:第五維:時間平面

假設無數的時間軸線集合起來,會構成什麼呢?

一個時間平面。這個時間平面就是五維空間,它是由無數個四維空間根據某一軸線集合而成的。

但是,請不要問這條軸線的标準是什麼,因為人類是一個四維的生命體,人類無法為一個我們人類根本觀察不到的現象制訂标準。

但是我們可以想象,一個五維空間的物體,應該是跨越不同時間軸線的。在任意一個時間軸線上,你隻能觀察到它的一部分。

四:時間軸線間的跳躍

假設說一個四維生命體想要跳躍到其他時間軸線上,那麼它就必須先成為一個五維的生命體,很顯然,在跳躍的過程中,它會同時出現在兩條時間軸線上,這時它已符合了五維生命體的要求。

這個事實用另一句話來表述就是:在四維空間中,時間是線性的,方向和進程不可改變。隻有在五維空間中,你可以改變時間的方向和進程。

所以,與其說你改變了曆史,不如說你改變了自己當前所處的時間軸線。

五:無限與永恒

雖然人類可以想象出無限的概念,但是我們卻無法看到五維世界是什麼樣子。雖然人類可以明白永恒的概念,可我們卻無法創造出一個永恒的事物。雖然我可以構想出整個五維空間的模型,可我卻不了解你,我的愛人,你現在在想些什麼。雖然我無法創造的永恒的事物,可是此刻,我對你的思念卻成為了永恒。

六:怎樣尋找更多維的空間?

空間是無限維的,但是我們怎麼樣才能尋找到概念上多維空間呢?用你的大腦去想一下:

以"維"作為空間的參照标準,我們可以想像得到,一維空間是一條無限長的直線。

二維空間,我們可以想像得到,第二條維是與第一條維相垂直的直線,在紙上我們就可以畫出,而且再也無法找到第三條與這兩條垂直的直線,這就是一個平面。

三維空間,也就是我們的空間,很容易看出,其實還有一條線可以與前兩條線相垂直,那就是第三條維。

第四維空間,我們就很容易理解了,隻要再找到一條與前面那三條直線相垂直的直線,那就是第四維了。

但是我們根本不可能找到第四條與之垂直的直線,就像在紙上無法找到第三條垂直的直線一樣,我們的思維因我們所存在的空間而被蒙蔽了!如果真能找到,那以此類推,第五維就是五條相垂直的直線,第六維就是……

所以,不要被現實所蒙蔽,因為我們無法看到的東西,還有很多……

有趣實驗

這裡我給你們一點思路,和你們做個有趣的實驗:

請先拿出一張紙,在紙上畫兩條相互垂直的直線(也就是一個"十"字,寫大點),試着在紙上畫出第三條與這兩條相垂直的直線.

怎麼樣?畫不出吧?(想要畫出那條線必須是一條曲線)

從紙上看,我們無法畫出第三條垂直的直線,因為我們把紙當成了平面,平面隻有兩條維,就是我們畫的那兩條相垂直的直線.

當我們把紙當成一個實體,就可以發現了:第三條維其實是穿透這張紙,與紙的平面垂直的.

我們來試一下:看準那兩條垂直線的交叉點,用一根筆芯或一根針,穿過這個中心點,并且放正.再來看一下這根針,是不是同時與那兩條直線相垂直了?

沒錯!這就是第三維,在紙上永遠不可能畫出的第三維!

我們再來看一下這張紙,發現紙上的第三維就是一個點,不管這根針有多長,在紙上立着的也就一個點。

吸取前面的教訓,我們能不能找到第四維呢?

由此,人類遐想的超立方體誕生了。

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