四?維時(shí)空和四維空間是完全兩個(gè)完全不同的概念,所以網(wǎng)上很多關(guān)于四維空間和四維時(shí)空講解,不是完全正確的。
那我們首先要了解的就是維度這個(gè)概念,在數(shù)學(xué)領(lǐng)域和物理領(lǐng)域中,維度是兩個(gè)不同的概念。
在數(shù)學(xué)上是說(shuō),不同參數(shù)的數(shù),就比如x軸,y軸,z軸,都可以是維度。雖然在數(shù)學(xué)上面不管說(shuō)多少種維度都是可以的。這里指的就是標(biāo)準(zhǔn)的歐幾里得空間。第四維就是指和數(shù)學(xué)里“x”“y”“z”,相同概念的性質(zhì),也就是加一個(gè)坐標(biāo)。
emmmm....大概就是這樣的
但是在物理學(xué)中,維度就是指的獨(dú)立的時(shí)空坐標(biāo)數(shù)目。四維時(shí)空又叫做閔可夫斯基時(shí)空,閔可夫斯基這個(gè)人是誰(shuí)呢?他就是愛(ài)因斯坦的老師。
閔可夫斯基最開(kāi)始將愛(ài)因斯坦和洛倫茲的理論重新表示成3+1維的時(shí)空。也就是,三維的空間加上一個(gè)時(shí)間的維度。
愛(ài)因斯坦在最開(kāi)始,對(duì)這種觀點(diǎn)還是,不是很認(rèn)同,再后來(lái)研究廣義相對(duì)論的時(shí)候,才發(fā)現(xiàn)這種描述的重要性,因?yàn)橹埃?905年的時(shí)候研究的是狹義相對(duì)論。
那么在這些理論的基礎(chǔ)上,就延伸出了兩種空間維度的理論。
第一種就是歐幾里得空間,他認(rèn)為時(shí)間和空間都是獨(dú)立的。我們?cè)诳紤]空間維度的時(shí)候,就不應(yīng)該把時(shí)間維度放在一起考慮。
具體思考四維空間的辦法就是著名的,莫比烏斯環(huán)和克萊茵瓶。
第二種就是認(rèn)為空間和時(shí)間是不可分割的。我們生活在三維的空間中,而時(shí)間只有一維。
在這種理論的基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為,時(shí)間也可以用多個(gè)維度來(lái)表示多個(gè)坐標(biāo)來(lái)表示。
并且能將時(shí)間和空間重新組合排列形成多維時(shí)空,這也是平行宇宙的由來(lái)。
一般情況下,我們認(rèn)為,一維是一條線,二維就是一個(gè)面,三維呢,就是一個(gè)立方體的東西,就像我們生活的空間。
但是這里有個(gè)錯(cuò)誤的,為什么說(shuō)一維就一定是直線曲線可不可以?二維為什么就一定是平面呢?曲面為什么不可以呢?
答案當(dāng)然是可以的,因?yàn)槲覀冋J(rèn)識(shí)的坐標(biāo)系是人為規(guī)定的x,y,z,應(yīng)該是直的。
如果你說(shuō)曲線不是一維,你還在用三維的眼光去看一維?
如果一個(gè)一維生物,只能向前或者向后,不能向左或者向右,或者是向上向下,那么他生活的就是一個(gè)一維的世界。
但是我在雙曲線、直線、曲面、平面的時(shí)候,你還能想象。但如果讓你想象一個(gè)四維空間,你能想象出來(lái)嗎?!
因?yàn)槲覀內(nèi)祟悰](méi)有見(jiàn)過(guò),更沒(méi)到達(dá)過(guò),所以可以任意想象,在眾多說(shuō)法中,小編我更傾向于我們生活在平行世界中。
我們可以用這樣一個(gè)理論來(lái)推導(dǎo)一下,低維空間,旋轉(zhuǎn)在對(duì)折會(huì)得到高緯度空間。
那么首先將直線旋轉(zhuǎn)對(duì)折,還會(huì)得到一個(gè)圓。
再將一個(gè)平面旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)再對(duì)折,我們就會(huì)得到一個(gè)莫比烏斯環(huán)。
你再想象將一個(gè)三維空間旋轉(zhuǎn)在對(duì)折,你能想象的是什么嗎?鬼知道是什么?
因?yàn)橐痪S是一條直線,在中間砍一刀,它的截面肯定是一個(gè)點(diǎn)。
再來(lái)二維,我們?cè)诙S這個(gè)平面上再砍一刀,他就是一條,直線的截面,就是一條直線。
雖然我們?nèi)S為一個(gè)立方體,你們從它中間砍一刀,他的截面肯定是一個(gè)二維的一個(gè)平面。
那么再問(wèn)你問(wèn)題,什么東西你在側(cè)面砍一刀,它會(huì)成為一個(gè)立方體呢?好好想一想。
所以呢,一個(gè)界面是一個(gè)立方體,這肯定是違背我們當(dāng)前認(rèn)知的世界。
想象不到四維空間,還有一點(diǎn)很重要。但是我們?nèi)?,眼所看到的畫面。從?yán)格意義上來(lái)說(shuō)。只是三維物體的一個(gè)側(cè)面。我們可以這樣理解,我們認(rèn)識(shí)的三維物體都是一個(gè)二維化的。
讓我們腦海想象一個(gè)立方體,如果你有一個(gè)三維的眼睛,你大概就會(huì)想到這樣一個(gè)畫面。把它拆開(kāi)之后,有六個(gè)面。也就是你可以同時(shí),看到一個(gè)立方體的所有的面。假如你有個(gè)三維的眼睛,在打麻將的時(shí)候,即使是扣著的牌,那么你也能看得到所有的牌。
但很多人總喜歡用螞蟻來(lái)舉例說(shuō)螞蟻是二維生物。你就是螞蟻,生活在一個(gè)平面,沒(méi)有高度的概念。但是螞蟻也很無(wú)辜啊,有的螞蟻還會(huì)飛了,螞蟻有高度了。
最后再聲明一點(diǎn),你看到的所有物體,都是三維物體。
第二種理論:四維時(shí)空這個(gè)理論就比較有趣了,前提就是時(shí)間是第四個(gè)維度。
如果我們把空間用坐標(biāo)系來(lái)表達(dá)的話,他有x,y,z三個(gè)軸。時(shí)間目前只有x軸,所以我們假設(shè)時(shí)間也應(yīng)該具有y軸。
而這個(gè)y軸代表什么含義呢?在這個(gè)理論的基礎(chǔ)上,把時(shí)間,y軸定義為可能性,每一個(gè)平行于x軸的線都是一種可能性,在這個(gè)可能性中,你可能是首富,廚師,司機(jī)等等。這就是平行宇宙的由來(lái)。
按照這個(gè)理論,宇宙最高將有十維,包含一切一切一切,的可能性。
當(dāng)然,以上兩種理論僅僅是猜測(cè)階段,都沒(méi)有被證實(shí)。但不管你相信哪一種,都請(qǐng)不要再說(shuō)螞蟻是二維生物。
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