
关于三维空间咱们必定不会搞错,由于咱们自身就日子在三维空间中,不管什么物体它都会有长宽高三个标准,当然咱们买房子或许量地皮都会用到一个只要长宽的平方米概念,其实它仍然是建立在三维标准上的,这个高度许多时分就约定俗成的省掉了!
但低于四维的了解就有些分解,比方有些朋友以为四维是三维上额定添加了一个维度,而时刻是独立于这些维度以外的!但也有另一个理论以为三维空间加上时刻就成了四维,这两种观念差异十分大,但都是四维空间,咱们都傻傻分不清了!
关于欧几里德空间
其实欧式空间到三维停止都挺简略了解的,由于欧式空间是构成咱们世界观的根底长宽高的删减和延伸,比方能够用如下扩展图来表明:
从零维到四维
从咱们了解的三维空间动身,删去高度就成了二维,扇区长或许宽就成一维,终究删去长度就成了零维,而三维往上添加一维就成了四维,好像很简略,但怎样加,加在哪里?这成了个大问题!当然这难不倒咱们,咱们从最简略的思维开端往上了解:
许多零维的点相加,就成了一维的线!
许多一维的线相加,就成了二维的面!
许多二维的面叠加,就成了三维立体!
四维??????
许多三维立体叠加,就成了四维超体!
二维的面是三维空间许多切片中的一片,关于二维咱们一览无遗,假如在二维空间上还能存在生物的话,咱们对它们的操作完满是超逸于了解的,由于它们的日子规模仅限于那个没有厚度的平面,而三维空间中的人类则能够从三维这个额定的维度进入二维平面后脱离,再出现在二维平面,这是什么操作?当然是神迹啦,由于二维生命会看到某个物体在二维空间中消失,然后忽然出现在另一个方位,这不是神迹吗?
那么三维呢?按此了解,三维空间仅仅四维立方体的许多切片中的一个,就先三维对二维的神迹操作相同,四维关于三维的操作也是超出咱们了解之外的,比方再巩固的保险箱或许监狱,乃至地下核爆掩体,对咱们三维空间中日子的人类来说,那几乎是坚不可摧的,但关于四维,由于他们能够从额定的维度中进入这些区域,而且将物体取走而不需求走三维中长宽高组成的任何一条途径!
可怕吗?
假如真的存在四维空间,且能够在里面日子的生物的话,那将是一件十分可怕的事,但更可怕的是假如这个物种是《环和平洋》中的怪兽的话,那便是末日,由于《环和平洋》中知道它们从和平洋底某个区域爬出来,但实际中咱们底子不知道它们会从哪里来,也不知道它们会从哪里消失,所以相比之下,咱们甘愿高维度日子的是一群以调查咱们为乐的超级文明!
五维空间呢?以此类推,关于欧式高维空间,这是没有极限的,仅仅咱们的脑袋够不够用罢了,由于到四维现已都是线条了,五维就满是线条,六维或许七维那便是一个毛线球!
关于闵可夫斯基空间
许多朋友或许不太了解闵可夫斯基的四维空间描绘方法,但信任各位必定看到过爱因斯坦狭义相对论中关于光锥的描绘,这个有三维空间坐标加上一维时刻轴构成的四维空间,跟欧式四维空间差距很大,但现实上比四维空间要好了解得多!
光锥
《三体》中有一句描绘咱们无法现状的经典句子“光锥之内是命运”,以你为坐标,画个在这个时刻内光速能够抵达的区域,超越此区域,任何事情都与你无关,除非时刻走到那个光速能够抵达你的区域,这便是你的命运,这便是光速屏障,不仅仅速度,还有咱们关所以时空了解的限制。
简略的说比方太阳即便现在平息也和咱们无关,由于这个事情会光的速与咱们发作联系,但这需求时刻,它大约需求在8.33分钟之后才干进入咱们的光锥之内,咱们才干获悉到太阳平息这个现实!但在科幻小说或许科幻片中的四维空间描绘,却不是这样,由于在这个时刻轴上,能够前移也能够撤退,简略的说闵可夫斯基空间中的时刻轴将成为长宽高相同的物理标准。
比方《星际穿越》中马修·麦康纳扮演的库珀掉入了卡冈图雅黑洞,但在这个黑洞的奇点处却是一个闵可夫斯基的四维时空,无巧不成书的是它的投影正在库伯家的书房,库伯能够在这条时刻轴上上下移动,看到这个房间的曩昔和未来,关于库伯来说,这个房间就像一本书相同,能够翻到任何时分去观看,但却无法干与这个空间,所幸的是天主关上了所有门和窗的一起,留了引力干与一条缝,使得库伯能够像鬼魂相同引起那个房间的各种动态。
这便是墨菲很少呆在书房的原因,由于书房闹鬼,但终究库伯在大火烧了他们家房子之前将要害信息传递给了墨菲,得以解出引力场方程,将大批人类战胜引力送上土星轨道上制作好的巨型空间站!有朋友以为这个库伯地点的空间是一个五维空间,但其实便是一个闵可夫斯基空间罢了!
关于弦理论的二十六维空间
当然在这些四维空间的描绘中,无疑弦理论也是一个,最前期的弦理论要求时空是二十六维的,当然这个维度真实有点多,但在1971年时施瓦茨和雷蒙等人协作,将超对称”的思维引入了弦理论,把本来需求26维的弦论简化到只需求10维!从二十六维弦理论降到只要十维的超弦理论!
超弦理论以为,任何粒子都不是一个基本粒子所谓的点,而是敞开或许闭合的一条弦,当它们以不同方法振荡时就成了咱们所了解的各种粒子,比方光子电子乃至引力子!所以咱们日子在一个十维时空中,不过有6个维度是蜷缩起来的!别的四个维度便是咱们的三维空间加上一维时刻!
而咱们所谓的那个基本粒子,便是一个蜷缩了六维空间的“球”!
超弦理论中的四维空间,应该便是闵可夫斯基中时刻为一维的空间,但这个时刻维度是单向的,咱们无法移动,只能跟着时刻的消逝而逐步发作!而在欧式空间中时刻,则不管在哪个维度来看时刻都是独立存在的,它不归于其间一维,时刻的消逝关于空间维度结构没有联系,但关于空间存在的含义有联系!