世界上只能操作三个空间维度,还有一个基于几何空间的预测

2021-06-24 12:53:20 阅读()

众所周知,我们是生活在三维宇宙中的人类,所以我们只能理解空间的三维。就像我们身边的蚂蚁一样,它们通常生活在二维空间里。他们只知前、后、左,不知上下点。数学概念知道世界上有x轴和y轴,但不知道有z轴。同时,我们的人类只是四维空间中的蚂蚁,只能猜测而不能确认高维空间。

从零维到三维空间的形成

从零维度宇宙开始。零维度宇宙是奇点,无限小点,代表有无,一切都从零维度开始。

一维宇宙是无限长的线,可以理解为只有一个坐标轴、x轴。一维空间分为前后,不是上下左右。

2维空间是无限曲面,空间增加坐标轴y时。二次元空间只有前后左右,没有上下。无论是梵高的星空还是达芬奇的蒙娜丽莎,二次元空间都可以想象成画。

三维空间,即x、y、z、y、z轴共同生活,我们是生活在三维空间的三维生物。能立体空间,有大河。现在梵高的星空令人眼花缭乱,可以看到蒙娜丽莎的笑容。

从一维到三维的形成,真正和中国古代着名思想家、哲学家老子《道德经》所说的一样。但是,对于比三维空间高的四维空间,我们的人类像往常一样不断探索,只能推测。

我们知道三维空间由x轴、y轴、z轴、长、宽、高三个维度构成。那么什么是四维空间的第四维呢?

1.基于时间维度的四维空间

在遥远的18世纪,随着分析力学的发展,取得了进步。在达朗贝尔欧拉和拉格朗日的着作中,第四维的概念不重要。在《百科全书》年,达朗贝尔提出的时间应该被视为第四维。

着名科学家爱因斯坦说:时间也是空间的维度,所以四维空间在我们生活的三维空间有时间线的可能性很高。就像我们总是花时间不能改变一样。

2.基于空间几何的四维空间

还有一个基于几何空间的预测。就像无数个点可以连接成一条线一样,无数条线可以画成平面,无数平面可以叠加成立体。那么我们生活的三维空间可以叠加吗?因此,无数科学家试图假设三维空间折叠的概念。根据通常的想法,无数的三维空间被折叠和积累,那只是空间无限的三维空间。所以我们的三维生物永远不能理解四维空间。

高于三维的几何学在19世纪被拒绝。直到德国着名数学家、天文学家迈比乌斯在他的《重心计算》中指出,三维空间不能重叠两个镜像的图形。但在四维空间的更高维度上,可叠加。但他后来说:这个四维空间是无法想象的,几乎不能重叠。这是因为人们把几何空间和自然空间视为同事。所以到1860年,库马尔还在嘲笑四维几何学。

但随着数学家逐渐引入一些物理意义较少或没有直接物理意义的概念,如虚数,数学家才能摆脱数学是真实现象述的观念,逐渐支持以纯概念为主体的研究方法。其实虚数是一个很难理解的概念。因为我们知道的自然界并不现实。将虚数视为直线的方向距离,将复数视为平面的点和向量,说明为四元数、非欧洲几何学、几何学的复元素、n维几何学、各种奇怪的函数、超标量等。脱离了直接为物理服务的思想,迎来了n维几何学。

四维空间中最典型的产物是克莱因瓶。正如普通无前无后的莫比乌斯带,克莱恩瓶没有内外点,甚至整个太平洋都填不上。克莱因瓶是四维空间的特殊无向面,需要四维来充分表现。因此,即使是人类最先进的技术,也不能生产真正的克莱因瓶。世界上只能操作三个空间维度,还有一个维度,物理上不能突破,就像我们能在平面上做球一样。显然是不可能的。

作为中国最有名的科幻小说,作者刘是中国科幻小说的代表作家之一。四维空间没有证明,所有的结论都只是猜想,所以《三体》中的四维空间理论也可以作为四维空间的猜想之一。

三体的四维空间是四维空间有无限的细节和复杂性,四维空间的感觉很难用语言来表现,就像没有语言一样只能理解一样。通过这样的推测,想象一下生活在我们三维空间的人,在二维平面画中有平面图,可以和我们常见的动画简单的画相比。不管画中的世界有多丰富多彩,二次元简笔画只能看到周围世界的一面。在他们眼里,周围的人和事只是长短不同的线。二次元电影人从画中飘出,进入三次元空间,回顾画面,才能看到整个画面。

正是这个类比,如果我们住在四维空间里,看三维空间也是一样的感觉。我们不能知道三维空间的很多细节,比如黑盒里有什么东西,背后有什么东西。但是,当我们处于四维空间,去看充满玄机的黑盒子时,所有的细节都会出现在我们面前,无论是内部结构还是背后的图案,我们都能一览无余。这样,什么都挡不住他身后的东西。没有物体可以隐藏,它会暴露。我们可以直接看到自己的内脏和骨骼,也可以看到骨骼中的骨髓。但并列这个词也可能引起很多误解。人体各部位的物理空间位置不变,皮肤仍包裹在内脏和骨骼中。三维世界中大家熟悉的形象还在,这是细节的一部分。与其他无限细节并列。“

平行宇宙是指与某个宇宙分离,并行于原宇宙存在的其他宇宙。

平行宇宙的概念由于现代量子力学的科学发现。20世纪50年代,一些物理学家在观察量子时发现每次观察的量子状态都不同。由于空间中的所有物质都是由量子组成的,这些科学家推测,由于每个量子的状态不同,宇宙可能由几个相似的宇宙组成,而不是只有一个。

就像我们生活中发生的事情有无数的可能性一样,所有的可能性都会导致平行宇宙。这些无数平行宇宙代表着生命中无限的可能性,这就是所谓的四维空间。这样,四维空间就有可能在不同的空间重复一切。就像在我们的宇宙中,如果一个人是乞丐,他一定是平行空间的另一个宇宙之王。

总结:我们在宇宙中无限小,我们的宇宙在四维宇宙中无限小。我们对四维空间的认知只是猜测的一面,低维生物很难理解高维生物的维度壁垒。希望有一天,我们的科学家能够用智慧证明四维空间的真面目。

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