谁能告诉我多维空间是什么?

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-14
多维空间
关于多维空间

“维”是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维时空。现在科学家的理论认为整个宇宙是十一维的,只是人类的理解只能理解到3维,打个比喻:一个智能生物生活在我们周围,但只能理解二维,那它就处在二维世界了吗?但在它们周围的我们却分明认为是三维,双方都是智能生物,谁对谁错!??

○维:没有长宽高,单纯的一个点,如奇点。

一维 只有长度

二维 平面世界 只有长宽

三维 长宽高 立体世界 我们肉眼亲身感觉到看到的世界 三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间,具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念,是在三维空间基础上所作的科学抽象。

四维 一个时空的概念 日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。

一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间(因为有了时间)。

我们在物理学中描述某一变化着的事件时 所必须的变化的参数。这个参数就叫做维。几个参数就是几个维。比如描述“门”的位置就只需要角度所以是一维的 而不是二维

简单地说:0维是点,没有长、宽、高。一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有宽、高。二维是由无数的线组成的面,有长、宽没有高。三维是由无数的面组成的体,有长宽高。维可以理解成方向。

因为人的眼睛只能看到三维,所以三维以上很难解释。正如一个智力正常,先天没有一只眼睛,一只耳朵的人(太悲哀了.这样就没有双眼效应,双耳效应),他就很难理解距离了,他很可能认为这个世界是2维的.

一个简单的说法:N维就是N条直线两两垂直所形成的空间

因为,人类只能理解到3维,所以后面的维度可以通过数学理论构建,但要仔细理解就很难.在量子力学,目前仍在建立的膜理论,认为世界是11维的.

为什么需要多维空间?

理解了宇宙的空间有更多维存在,再回过来看相对论与量子理论是如何产生矛盾的,我们就很容易理解了:这两个理论在日常的三维空间里是不可能统一的,它们的矛盾是必然的,只有在高维空间里才能得到统一。

为了更好地理解这一点,我们可以举一个三维世界和二维世界的例子。我们首先假设有一些生活在二维平面世界的生命,它们的世界里只有长和宽,根本无法理解第三维——“高”这一维。因此,它们对三维世界的感知只限于三维物体在平面世界的投影,或者三维物体与平面世界的接触面,试想一想,一个平面生命怎么能够通过投影来想象三维物体的丰富性和完整性呢?当三维物体与平面世界接触时,三维物体在平面世界上的零碎片段,比如一张桌子的四根脚柱、人印在地面上的两双鞋印,更让平面生命摸不着头脑——这些拼不到一起的碎片究竟意味着什么呢?它们不能想象,四片互不相连的印迹怎么会构成一张完整的桌子呢?那断断续续的鞋印上怎么会有一双完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然还有一个更加完整的人!用二维的眼光来打量这些碎片,你永远不可能将它们拼成一个整体。

于是有一天,一个足智多谋的平面生命偶然想出一个绝妙的主意。它宣布,平面世界之外还有一个“向上”的第三维,如果顺着这些碎片“向上”看,其实碎片是一个完整的整体!这真是个惊人的见解,大多数平面生命都困惑不解。

相对论和量子理论的遭遇与这种情况非常相似,在我们的三维空间里,它们就像两块互不相干的碎片,永远也拼合不到一起。但把空间“向上”抬一抬,把宇宙变为十维空间,相对论和量子理论这两块看似互不相干的碎片就会令人震惊地结合得天衣无缝,成为一个更完整的理论大厦的两根互相依存的支柱!虽然我们在三维空间中无法想象和描述一个多维的空间,但我们却能通过复杂的数学方程推导出它的存在。

多维空间如何裂开?

在宇宙的极早期,它诞生的10-43秒内,它的直径仅有10-33厘米,含有丰富的十维空间,所有的空间维都平等地卷缩在一起。在那样的空间中,宇宙的能量极高、温度极高,所有四种力都融为一体,相对论和量子理论可以归结为一个理论。

但是,这样高维度、高能量、高温度的空间是极不稳定的,就像胀气太多的气球,于是大爆炸发生了。维度被解散、能量发散、温度降低。三维的空间和一维的时间无限延伸开来,逐渐形成了我们今天可感知的宇宙;而另外六维的空间则仍然卷缩在普朗克尺度(即10-33厘米)以内。

当宇宙处在1032K这样极高的温度(这温度比我们得到的太阳的温度高1026倍)时,引力与其他大统一力分离开来,引力随着宇宙的膨胀而不断延伸成长程力,。随着宇宙进一步胀大和冷却,其它三种力也开始破裂,强相互作用力和弱—电力剥离开来。

当宇宙产生10-9秒之后,它的温度降低到了1015K,这时弱—电力破缺为电磁力和弱相互作用力。在这一温度,所有四种力都已相互分离,宇宙成了由自由夸克、轻子和光子组成的一锅“汤”。稍后,随着宇宙进一步冷却,夸克组合成质子和中子。它们最终形成原子核。在宇宙产生3分钟后,稳定的原子核开始形成。

当大爆炸发生30万年后,最早的原子问世。宇宙的温度降至3000K,氢原子可以形成,其不至于由碰撞而破裂。此时,宇宙终于变得透明,光可以传播数光年而不被吸收。

在大爆炸发生100至200亿年后的今天,宇宙惊人的不对称,破缺致使四种力彼此间有惊人的差异。原来火球的温度现在已被冷却至3K,这已接近绝对零度。

这就是宇宙的演变史,随着宇宙的渐渐冷却,力将解除相互的纠缠,逐步分离出来。首先引力破裂出来,然后强相互作用力,接着弱力,最后只有电磁力保持不破缺。

空间中的裂缝

超弦理论还给我们带来一个更加令人震惊的结果:我们的空间结构居然是离散的,而不是连续的!在我们的日常经验中,空间和时间总是无限可分的,但事实却大谬不然。空间和时间都有自己的最小值:空间的最小尺度为10-33厘米,时间的最小值是10-43秒。因为当空间小到10-33厘米后,时间和空间就会融为一体,空间维度就会高达十维,在这样的情况下,即使空间还能分割,那也是我们目前所不能了解的了。

事实上,量子理论就是关于“离散的量”理论,“量子”一词的含意就是“一个量”或“一个离散的量”。早在1900年,量子理论刚诞生时,科学家们就发现,在微小的粒子世界,能量是一份一份发出的,而不是连续发出的。就像人民币的最小单位是“分”,乒乓球只能一个一个地买,而不能半个半个地买,这些都是日常生活中关于事物不可无限分割的例子。

虽然当时科学家已经知道了粒子能量的不连续性,但他们却不知道为何有这种不连续性,只是被迫接受而已。但现在我们都知道了,这与空间的不连续性密切相关。正是由于空间有最小的、不可分割的单位,才会影响到基本粒子的能量发射方式。

现在,我们基于时间和空间是连续的旧理论必须被抛弃,在普朗克尺度下,弦是一段一段的,开弦就是一段线,闭弦就是一个圆圈,每一个弦片携带的都是一份一份的动量和能量。

空间具有一个最小的、不可分割的值,这个不可思议的现象会导致什么样的结果呢?我们很容易想到:我们宏观的空间结构是由一份份最小的空间包组合起来,在这一份份的空间包中间,极有可能存在着我们无法探测的空间裂缝!所谓“虫洞理论”中在空间中凿开一个洞口的设想,从理论上来说真的是可行的,这就是寻找相邻空间包之间的裂缝,然后用难以想象的高能量轰开这个裂缝,一个虫洞就出现了!可以说,小小的十维空间包以及它们之间的裂缝存在于我们空间的每一个角落,只要我们有足够的能量,我们可以在任何地方凿开一个虫洞。

大统一的宇宙

今天,我们深深知道,浩瀚宇宙中所有纷繁复杂的现象都可以追溯到同一个源头,人类发现的大大小小的规律最终都可以被一个根本的规律所囊括。为了理解这一点,我们以地球生命的发展为例:我们人类不同的人种都可以追溯到同一个起源,而人、猩猩、猿猴又可以追溯到同一个祖先,以此类推,所有的哺乳动物都拥有相同的祖先,所有的动植物也都拥有相同的祖先,最后,所有的生命都起源于同一个细胞——生命只有一个源头。

宇宙中所有星系的起源也同样能够追溯到同一个源头,太阳系中的星体都起源于同一个星云,所有的星云都起源于相同的分子,所有的分子都由那几百种基本粒子演变而来。这样,顺着时间之流一直向上溯源,我们终于来到了大爆炸开始的时刻,在这里,空间、时间和物质都是融为一体的,一切都归结为一点。

宇宙从同一点出发,经过了100多亿年的漫长岁月,进化出一个复杂多变的世界,但不管这个世界是如何千变万化,在所有现象的背后,都有一个最根本的规律在运行,这就是宇宙起点时的源头规律。这个规律就是一个包罗万象的规律——所谓“万物至理”即是如此。

这个“万物至理”的理论就是超弦理论,它建构了宇宙开始时刻的十维空间图象,随着十维空间的崩裂,超弦理论也分裂成两个理论——相对论和量子理论,此后,随着物质丰富性的增加,它们又分裂成更多的理论。今天,我们不断向上回溯,终于描绘出了宇宙大统一的图景——一个极具神秘色彩的十维宇宙。

其实就是多加几个限制条件而已
就像些记叙文一样
能把这个空间内发生的事给确定下来就可以了

爱加啥加啥,无关就行

什么是多维空间?~

什么是多维度空间?若有一天闯入了高纬度空间,会发生什么可怕事

线是一维的,参数是点面是二维的,参数是线体是三维的,参数是面以此类推,以体为参数构成的空间就是四维空间,通常理解为时间,从很多科幻小说中可以看到类似的说法。那么以时间为参数构成的空间应该就是五维空间,在科幻中好像是要联系到黑洞、虫洞这些东西,比较难理解~~我们人类能够感知的只有4维了。你又没有发现这个规律:一维的东西能够容纳所谓的零维(直线是由点构成)二维的东西能够容纳一维(纸上可以画条直线)三维的东西能够容纳二维(盒子里放个纸片)一维、二维、三维空间最早源于数学概念研究。数学家们,想使度量能规范化、严格化、整体化、普适化,所以定义各种一维、二维、三维、四维空间与其它多维空间。在其中生成了拓扑学分支,去看看最新的基础几何拓扑学,你会有很大的收获。如果,你看代数拓扑学书籍,则难度大又浪费时间。如果,你只是要了解,那么就看看介绍一维、二维、三维、四维空间与以上维空间的科普书籍就完全足够,也可速成。有时合适的科普书籍,介绍的理论容易懂又很深,一些专业书籍反而难度不够。四维空间与以上,属于高维模型。高维模型,分数学与物理两个概念。在数学上,多维有很多模型。理论上,维数可以很高。模型很多。但是满足交换不变性质的很少,所以,有人认为四维空间是物理上限。但是,也有人认为会有更高维数物理。去思考,有益智力,因为只受到数学条件约束。在物理上,多维有很多模型。理论上,维数不可以很高。为了解释,宇宙整体的有限无边的性质,必须引入多维,一般是四维时空(一对相对组成性质),也有一些其它有限可数的维数,可能在物理上成立的模型不多。


#危泰宇# 谁能解释一下多维是什么意思?越具体越好 -
(13111744867): 一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间(因为有了时间). 我们在物理学中描述某一变化着的事件时 所必须的变化的参数.这个参数就叫做维.几个参数就是几个维.比如描述“门”的位置就只需要角度所以是一维的 而不是...

#危泰宇# 谁可以给我介绍一下多维空间
(13111744867): 多维空间的可能性就是讲人们的穿新思维 就像坐标轴,用更多的参量来描述物体就是多维 我是这样理解的,谢谢

#危泰宇# 发红包了~当然,想拿红包也是不容易的,我先问问各位亲爱的百度网友~什么是多维空间?!谁答得最快,7 -
(13111744867): 多维空间定义 “维”是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维时空.现在科学家的理论认为整个宇宙是十一维的,只是人类的理解只能理解到3维

#危泰宇# 谁能简要概括一下多维宇宙 -
(13111744867): 打一个比喻:马路中间有个坑,一辆汽车开过来,正常情况下或者是从左边绕过去,或者是从右边绕过去.假设这段路边安装了很多监控摄像头,这辆汽车驶过的时候没有人在场,但摄像头都录下来了,事后看这些摄像头的监控录像,竟然发现...

#危泰宇# 我想问一下什么是二维空间,三维空间.有没有一维空间,四维空间五维空间什么的??? -
(13111744867): 一维实际是指的是一条线,在理解上即为左-右一个方向.也可理解为点动成线,指没有面积与体积的物体. 一维空间中的物体,只有长度,没有宽度和高度.打一个比方,我们要把一个一维的物体(实际上就是一条线段)关起来,只需要在它的两端各加一个点就可以了.四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成.时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴.

#危泰宇# 4维空间是什么? 还有5维空间 6维空间......吗? -
(13111744867): 点是零维的,无参数 线是一维的,参数是点 面是二维的,参数是线 体是三维的,参数是面 以此类推,以体为参数构成的空间就是四维空间,通常理解为时间,从很多科幻小说中可以看到类似的说法. 那么以时间为参数构成的空间应该就...

#危泰宇# 请告诉我:0维2维3维4维5维6维7维8维9维10维11维是什么?
(13111744867): “维度”是几何学及空间理论的基本概念.构成空间的每一个因素(如长、宽、高)叫做一维,如直线是一维的,平面是二维的,普通空间是三维的,加上时间是四维的.四维以上的空间称为高维模型,是现代数学和物理学所研究的内容.还有一种八维空间说影响也很大.除了四维时空外,五维为速度,六维为重力,七维为电磁力,八维为万有引力.0 、9 、10、 11 我还真没听说过...

#危泰宇# 谁能给我解释下什么是一维空间 二维空间和三维空间 谢谢啦 -
(13111744867): 啊, 一维空间说的简单点就是 直线…… 二维就是 平面……三维就是 立体…… 比如说我们生活的空间(除去时间就是三维),比如说房子的结构等等……四维就是 我们现在生活的空间, 在空间坐标系中加上时间轴,但是无法表示出时间轴 比如说房子在5月11号是正方体(可以在纸上画出来样子),而在5月12号 15.00 后就变成了废墟(也可以在纸上画出来样子,但从5月11-5月12号这一过程无法在纸上表示出来…… 这就是简单的 四维空间……

#危泰宇# 谁能帮我理解四维或更多维的空间? -
(13111744867): 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概...

#危泰宇# 如何才能理解四维,有谁能画出四维的图吗?科幻小说中另一个常见的说法是有关多维空间的.什么是维,我们的世界可以说成是由长宽高组成的三维世界,... - 作业帮
(13111744867):[答案] 我是这么理解的,时间也可以看做时间线.你把一个长宽高的3维坐标世界无限缩小到一个点,然后让他(这个点,既三维世界)沿着时间轴方向运动(既时间流逝),这个就称为4维.电脑动画会做么?三视图,时间轴.完成后应该算是...