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四維空間是什麼概念

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四維空間是一個時空的概念。根據愛因斯坦的概念,我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係,是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又多了一條時間軸,而這條時間的軸是一條實數值的軸。

四維空間是什麼概念

確定任何事物都需要四個座標(空間的三個座標和時間的一個座標)的空間。四維空間是三維空間和時間組成的整體。

一個簡單的說法:N維就是兩個以上的N-1維物體垂直所形成的空間。

1維的線,由1-1=0維的點均分;2維的面,由2-1=1維的線相互垂直均分;3維的空間,由3-1=2維的平面相互垂直均分。

因為,人類只能理解3維,所以後面的維度可以通過數學理論構建,但要仔細理解就很難。在量子力學,仍在建立的弦理論,認為世界是11維的。



四維空間是什麼?

四維空間,也叫做“歐幾里得四維空間”,是標準歐幾里德空間。它是一個數學概念,可以拓展到n維;四維空間的第四維指與x,y,z同一性質的空間維度。

在物理學和數學中,可將n個數的序列理解為一個n 維空間中的位置。當n=4時,所有這樣的位置的集合就叫做四維空間。四維空間和人居住的三維空間不同,因為多了一個維度。

四維空間的軸對稱性

對於四維空間,人們普遍認為空間有軸對稱性,或是中心對稱。譬如,倘若一個三維空間的人進入四維空間,並且按照適當的方式“旋轉”一下再回到三維空間,那麼他會被‘軸對稱’一下(這在三維空間中當然是不可能實現的,除非運用三維版本的莫比烏斯帶)。當然,由於沒有人進入四維空間,所以這只是一個從二維空間類比而得的假設,無法進行驗證。但是關於時間軸的觀點以及時空錯亂瞬間的現象與這是相符的。

從二維空間的一個圖形是不能在二維空間進行對稱的,但進入三維空間,就可以通過進行翻轉回到二維空間時,就可以實現對稱,因為在二維空間是不能進行翻轉的,只能旋轉或平移。因此我們可以推測三維物體進入了四維空間,再回到三維空間可能物體會被“軸對稱”一下。

四維空間是什麼概念

四維空間,也叫做“歐幾里得四維空間”,是標準歐幾里德空間,它是一個數學概念,可以拓展到n維;四維空間的第四維指與x,y,z同一性質的空間維度。

在物理學和數學中,可將n個數的序列理解為一個n 維空間中的位置。當n=4時,所有這樣的位置的集合就叫做四維空間。四維空間和人居住的三維空間不同,因為多了一個維度。

四維空間中的四維物體

三維空間中可以存在二維、一維物體,四維空間中也可以存在三維物體,而四維空間中的具有4個維度的物體被稱之為超體。

至於如何理解超體。以地圖製作為例,地球差不多是一個球形,我們要想將不可展的球面表現在二維平面中,就只能採用投影法。

如果要想將三維物體表現在平面中,也只能採用投影的方法。以三維的球為例,當它穿過一個二維平面時,與平面相交的那部分是一個圓,隨著球的運動,那個圓的面積便會發生大小變化。這些大小不同的圓,便是球體在平面上的投影。

那麼要想在三維空間中展現超體的形態,通常也只能通過投影法展現出來。

投影通常是指用一組光線將物體的形狀投射到一個平面上去,可以將它推廣應用於四維物體。若是存在一個四維的球體——超球體,當它穿過立體空間時,它在立體空間中的投影便是體積不斷變化的球。

當我們用眼睛看三維世界時,看到的其實是一幅幅二維畫面。我們之所以感覺到自己看到的是立體的,是大腦對兩個眼睛各自看到的不同畫面處理疊加後的效果。

同理,當身處四維世界的我們,看四維世界中的四維物體時,我們所看到的應該都是立體圖形。以立方體為例,在三維空間中,我們只能同時看到一個面。而對於四維空間中的超立方體,我們可以同時看到該立方體的6個面。

其實,物理學家早就已經從理論上推測,宇宙空間可能不只是三維的,而是存在更高的維度。在數學中,那些在三維空間中不可能存在的幾何體有可能在四維乃至更高維度的空間中存在。

以上內容參考:百度百科-四維空間

四維空間是什麼意思

四維空間是一個數學概念,四維空間的第四維指與x,y,z同一性質的空間維度。在物理學和數學中,可將n個數的序列理解為一個n維空間中的位置。當n=4時,所有這樣的位置的集合就叫做四維空間。四維空間和人居住的三維空間不同,因為多了一個維度。四維空間也做“歐幾里得四維空間”,是標準歐幾里德空間。

通過一維、二維、三維空間的演變,人們提出了關於四維空間的一些猜想。儘管這些猜想現在並不能證明是正確的,但科學理論有很多是由猜想開始的。現今科學理論一般是基於現象總結規律,而關於四維空間的現象沒有足夠準確清晰的認識,或者看到了這種現象卻並沒有想到是四維空間引起的。

當然也可以定義點線面的拓撲空間為第四維、第五維、第六維以至第N維。這在數學公式推理推導中很容易實現,但現實很難對應和想像。

但一般人提到“四維空間”時,卻經常會將其與愛因斯坦在相對論中提及的“四維時空”(叫做“閔可夫斯基空間”)相混淆。

四維空間是什麼概念?

四維空間指的是標準歐幾里德空間,可以拓展到n維;四維時空指的是閔可夫斯基空間概念的一種誤解。人類作為三維物體可以理解四維時空(三個空間維度和一個時間維度)但無法認識以及存在於四維空間,

因為人類屬於第三個空間維度生物。通常所說時間是第四維即四維時空下的時間維度。四維空間的第四維指與x,y,z同一性質的空間維度。然而四維時空並不是標準歐幾里得空間,時間的本質是描述運動的快慢。

擴充套件資料;

四維空間真實案例

1969年7月25日,美國紐約的一男子霍迪斯離開了布魯克林區的公寓,準備去買一塊麵包,但是他竟然過了32年才回到家中。並且他完全不知道這32年裡他去過哪裡,依舊一位現在的美國總統還是尼克松,美國還在跟越南打戰。

但他回到他的公寓時,房子的主人也早已變成了別人。最不可思議的時候,他還帶了自己要買的那塊麵包。

參考資料來源:百度百科-四維空間

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