我们人类生活在几维空间?三维还是四维? 请问我们人类究竟生活在几维空间,有人说,我们看到的是三维空间...

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-16

三维空间。

三维空间,日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间。而且日常生活中使用的“三维空间” 一词,常常是指三维的欧几里德空间。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的概念,是在三维空间的基础上所做的科学抽象。也叫三度空间。

四维空间不同于三维空间,四维空间指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识以及存在于四维空间,因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。

扩展资料:

对于四维空间,人们普遍认为空间有轴对称性,或是中心对称。譬如,倘若一个三维空间的人进入四维空间,并且按照适当的方式“旋转”一下再回到三维空间,那么他会被‘轴对称’一下(这在三维空间中当然是不可能实现的,除非运用三维版本的麦比乌斯带)。当然,由于没有人进入四维空间,所以这只是一个从二维空间类比而得的假设,无法进行验证。但是关于时间轴的观点以及时空错乱瞬间的现象与这是相符的。

参考资料来源:百度百科-四维空间

参考资料来源:百度百科- 三维空间



人类直接感受到的是三维空间,长宽高。
后来爱因斯坦相对论指出 时间也是一维。
而且人们也可以感受到,时间在单向流逝。
所以,默认的就是四维。
后来,弦理论和超弦理论又进一步发展了多位空间的概念。
超弦理论需要的是十维或者二十六维。
那么这多出来的维度是哪来的呢?
比如,一条线,是一维的,但是,离近一点(就是放大一些),你会发现,一维其实也可能是二维的。就像你做数学题画辅助线,远看是一维的,很细的线,但是放在放大镜下观察,这条线可能就很粗。粗 就表明了它又宽度,所以就既有长度又有宽度,是二维的了;就像你看细菌,像是平面的,实际他也是立体的。

那么在生活中,为什么我们只感觉到了四维?因为,像刚才举的例子一样,其它的维度都蜷缩了。

人类的认知和对宇宙的探索决定我们生活在几维空间吧,上下、前后、左右、加上时间、四维。也有可能这个空间或者时间并非单一存在、也可能无限个、可能两个、可能1个!可能宇宙对人类而言就好比人体对细胞而言!细胞目前还无法认知人体以外的世界!

我们在房子里能感知到长、宽、高,于是就有了三个维度,还有你在飞机上的时候要怎么描述你现有的位置呢?肯定用经度纬度和高度来描述,所以又是三个维度。而无论是你在房子里还是飞机上我们都忽略了一个重要的维度-时间,而时间又是我们不能具体感知的东西,在爱因斯坦相对论里,时间和空间是不可分割的、不能相互独立的,因此叫做“时空”。所以我们生活在一个只能感知到三维空间的四维空间里面

三维到四维之间,感知时间,却无法干预时间。一维是线,二维是面,三维立体(长宽高),四维是时间。我们处于三维到四维之间

我们生活在几维空间?~

我们生活的空间是三维空间,但我们同时被时间所左右,也可称为四维空间。这其实是种概念而已,概念不同认识也不同。虽然我们生活在三维空间,但我们所能看到的只是二维平面,两只眼睛从不同方向交叉,由两副不同距离观察到的平面重叠而产生能判断距离的三维视觉,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(这样就没有双眼效应和双耳效应),他就很难理解距离和方向,他很可能认为这个世界是二维的。
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。 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,则认为世界是十一维的. 为什么需要多维空间?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10^32K这样极高的温度(这温度比我们得到的太阳的温度高10^26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10^15K,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。

有科学家称,生活在三维空间和时间中的人类至今不知还有另外六个空间维度。威斯康星大学麦迪逊分校的一位物理学家寻找到了观察六维空间的灵感。他提出的观察六维形状的方法被发表在本月的《物理评论快报》上。
除了四维时空,另有六个人类未知的空间维度。

我们都知道,自己生活在三维空间之中,如果加上时间,那么是四维时空。
可有科学家称,还有另外六个空间维度是人类至今不知的。
来自2007年2月2日的《物理评论快报》的一则消息称:威斯康星大学麦迪逊分校的一位物理学家从太空中寻找灵感,提出了这样的一个假设,在物理学“弦论”的基础下,人类的世界并不完整。除了三维空间和时间之外,还应该存在另外六个空间维度。这些“隐藏”的空间维度以极其微小的几何形状卷曲在我们宇宙的每一个点中。六维空间可以接纳任何可能的形状,而且都与其自身的世界相一致,具有其自身的物理学规律。
这无疑像一颗重磅炸弹落在物理学界。如果真的有六维空间存在,那么爱因斯坦的“相对论”就显示了其理论自身的不完善。
对于人类而言,我们习惯了三维空间的概念,如何能想象和接受六维空间?这神秘的六维几何体到底是怎么样的形状?难以捉摸的六维空间确实存在吗?
[编辑本段]人类为什么看不见其它六维
中国科学院理论物理所朱传界教授告诉记者,“宇宙应该是十维的”是根据一种超弦理论的论证,科学家通过数学方程计算得出的结论。就目前而言,人们只了解一维直线、二维平面、三维空间以及爱因斯坦提及的“四维时空”概念。除此之外,“超弦理论”预测还应该存在另外六个人类未知的空间维度。
那为什么另外六个空间维度看不见呢?
朱教授以水管为例说,当人们站在这根水管的正面看时,水管就是一条直线,我们就只看到了它的前后,它就是一维的。当人们站在一个平面里,看这根水管,就能看到水管的上下左右,那么人们就看到了它就是二维的。当人们在一个立体的空间里看这个水管,它的前后、左右、上下都收纳在我们的眼中,那么它就是三维的。
可如果人们把这根水管放在两维的平面中,然后又把这个两维的平面放在三维空间中,那么会是什么样的呢?于是,科学家把水管想象成像一根头发丝那样细。科学家认为,六个“隐藏”的空间维度,以极其微小的几何形状,卷曲在我们宇宙的每一个点中。
这种观察六维形状的方法之所以被发表在《物理评论快报》上,是因为这种方法能证明通过实验数据来观察这些难以捉摸的维度形状特征是可行的。同时,六维空间的存在也是证实“超弦理论”的主要方面。
[编辑本段]观点交锋
六维空间究竟存不存在
从广袤星系到亚原子微粒,“超弦理论”囊括了所有物体的物理学规律。几十年来,关于“超弦理论”,很多科学家都争论不休,赞同的、反对的,各种声音都有。
拥护者:
没有一个意见能够反驳
不少超弦理论的拥护者表示,目前还没有一个持反对意见者能驳倒它。一旦验证“超弦理论”是正确的,那么人们就能通过解密它们对130亿年前宇宙大爆炸释放的宇宙能有所了解,借助时间机器,穿越黑洞后,“看见”神秘的六维几何体。
“不过,你也不用为看不见十维的世界而感到担忧。”威斯康星大学麦迪逊分校的这位物理学家说,“因为我们的大脑习惯于只是三维的空间,而对于其他六维空间结构却很难感知。虽然科学家们利用计算机模拟出了类似的六维几何体,但没有人能够确切地知道他们的形状到底是怎么样的。”
他说,“我们的想法就是回到那个时候看看到底发生了什么事情,当然我们不可能真的回去。”
很多科幻爱好者都梦想着搭乘时间机器遨游时空,有些科学家也尝试着用最新的原理来证明时间旅行的可行性,也试着用“超弦理论”来讨论它。
因为缺少必要的时间机器,他们使用了另外一个最好的东西,一幅宇宙大爆炸释放的宇宙能量图。这种爆炸释放的能量在随后的130亿年里其实都没有发生变化,它可以被卫星捕捉到,比如美国的威尔金森微波各向异性探测器。通过绘制出宇宙能量图可以帮助人类对宇宙的雏形有一个大概的印象。
反对者:
六维空间仅是人为想象
“对超弦理论,我不敢兴趣。”记者在采访中国科学院院士何祚庥时,他明确表示,这仅仅是人为的想象推断,根本没有讨论的必要和研究价值。
“我个人反对弦论研究者用这样肯定的口气说话。也许我们真的掌握了部分真理,也许我们一直以来仅仅是研究一个针尖上能有多少天使跳舞。”中国科学院理论物理所研究员李淼在其个人博客这样说道。
宇宙11维 根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是11维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是4维的(3维空间和1维时间),现代物理学则认为还有7维空间我们看不见。 科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,但没有被蚂蚁所认识。同样,我们的世界是由4维构成的(3个空间维,1个时间维),但我们没有觉察到所有其他的维。 根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维,但这些维是看不见的,它们自身卷在了一起,被称为压缩的维。为了弄清这种看法,让我们再以蚂蚁为例展开我们的想像。我们可以设想一下,将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来,直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走,最后它又会回到出发点,这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的麦比乌斯带走,也会发生上述现象,当然,它是3维的,但如果沿着它走过,总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的,按照物理学它有3个维,但谁在上面行走,都只能认知人一个维。这就有点像左图上的人:上行或者下行,但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走,它就永远不会返回到原出发点。这就是2维(或者说被我们所感知的那种维)的例子,沿着它一直走,就不可能返回到原来的出发点


#璩败欧# 人类到底生活在三维空间还是四维空间 -
(15844663221): 三维空间.一维空间是线条,二维是平面,四维使拥有时间轴的空间.

#璩败欧# 我们生活在三维空间还是四维空间 -
(15844663221): 一维是指一条有原点的直线,如数轴之类,意思是定下原点后,就可以用一个数字表示位置 二维是指一个平面,需要用垂直相交的轴来定位,通过两个数字表示位置 三维类推就是三个数字啦,就好像立体空间 四维通常指的是在三维立体空间上加上时间轴,用某时间点上的三维数字标志位置状态,我们应该是在四维空间中的.

#璩败欧# 我们生活的空间我们生活在几维空间?到底是三维还是四维?为什么?四维空间的t轴和其它轴的关系? - 作业帮
(15844663221):[答案] 时间有年月日时,时间我们是按时过呢还是月?都一样吧.同样,空间有三维四维空间,X维空间只是对空间不同的定义方法.我们一直在这个空间里.我是这样理解的.

#璩败欧# 我们人类是生活在四维空间还是三维空间?? -
(15844663221): 三维空间

#璩败欧# 我们生活在三维空间还是四维空间我知道一维是线,二维是面,三维是体,四维是爱因斯坦提出的,就是时空.那么我们人类应该处在三维空间还是四维空间. - 作业帮
(15844663221):[答案] 四维空间

#璩败欧# 我们现在处于的世界是三维还是半四维世界? -
(15844663221): 现实世界是三维的,这似乎是一个最普通不过的常识了.但我要告诉大家的是,这个常识是错误的.事实上,现实的世界是四维的.为什么呢?二维球面维度的概念源自于数学.比如,为了度量某一直线上的任意一点的相对位置或任意两点之间...

#璩败欧# 我们生活在四维空间还是三维空间呢?
(15844663221): 我们生活在三维空间中 生活在四维时空中(注意是时空) 但实际上 空间并不能独立于时间而存在

#璩败欧# 我们到底生活在三维还是四维空间里?
(15844663221): 我们生活在零度空间里

#璩败欧# 我们居住的空间维数到底是3维还是4维?
(15844663221): 我们居住的是3维空间 现在理论上的空间维数并不止4维,宇宙表现为一个时间维数和三个空间维数,是目前教科书的版本,而许多物理学家业提出了超玄理论,说的是宇宙中存在一个4维与8维可相互转换的空间.

#璩败欧# 人类生活在几维空间?
(15844663221): 来我来回答.你去看看《伟大的超越第65页的开头.》爱因斯坦说的..“我们生活在一个四维空间的连续体中”...是四维 x y z在加一条时间t,就是四维了.为什么呢?不是觉得是3维吗?给你看我从《伟大的超越》看的.来自—《四维景...