四维空间到底是怎样的 四维空间到底是什么,要如何理解?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-18
四维空间

标准欧几里得空间更多义项



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四维空间不同于三维时空,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认识四维时空(三个空间维度(由牛顿总结)[长度、宽度、高度]和一个时间维度)但无法认识四维空间,因为人类无法认识第四个空间维度。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。

中文名:四维空间

外文名:4D zone

别称:四度空间

表达式:ax + by + cz + du + e = 0

提出者:爱因斯坦

适用领域范围:物理 宇宙

提出书籍:相对论

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定义

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:零维是点,没有长度、高度及数量。一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有其中的宽度、高度。二维是由无数的线组成的面,有长度、宽度没有高度。三维是由无数的面组成的体,有长度、高度、数量。

因为人的眼睛只能看到三维,所以四维以上很难解释。正如一个智力正常,先天只有一只眼睛,一只耳朵的人(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2个以上的N-1维物体垂直所形成的空间。

因为,人类只能理解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,仍在建立的弦理论,认为世界是11维的。(十维空间+一维时间)

首先,错误的说法是把”四维空间定义为三维空间+时间轴”,而”三维空间+时间维”是另一种说法。前者也并非是什么四维时空,而且本身四维时空是个伪概念。很简单“时间只是因为粒子运动、宇宙膨胀而出现的概念,为什么它就能成为第四维”
  另外,时空和四维空间的概念是有区别的
  将四维空间定义为三维空间+时间轴的说法是对于闵可夫斯基空间( Minkowski space)这个概念的误解,而为什么这个误解这么广泛呢?很简单,无数科幻小说甚至于科普读物刻意去硬生生地套用了这么一个东西,造成广泛的读者影响。其中这个里面涉及到了一组四维矢量场,也就是:

四维矢量依据它们(闵可夫斯基)内积的正负号来区分。可分类如下:

是类时(timelike),

是类空(spacelike),

是零(null)或称类光(lightlike),

然而,

关于零矢量一个有用的结果:“若两个零矢量、正交(即:零内积值),则它们必定是呈比例关系(为常数)。”

  以上的零基底部的时间方向选定,以及类时向量的概念,让很多人误以为“空间和时间组成了另一个空间”,而实际上上面只是描述了时间和空间的协同作用罢了。这便是前面那个说法的来源。
  而实际上时间维是一种替代说法,并不是说第四个维度是时间,和前面那种说法并非一回事,第四维在主流的说法中具有连续性,著名的数学模型克莱因瓶,第四维穿过三位这个本质多面体,但四维空间的本质还是空间。而为什么这一维会定义为时间维度呢,是因为某一派观点认为广延的“时间”具有空间性,故而出现的一种替代说法,你要将它叫什么其实都可以,它是一个统一,确定的定义概念下产生的依据不同学派自主概念的命名法。
  有些童鞋有点纠结于“时空”这个说法,我先说,没有四维时空这种说法还有另一个理由,也就是时空在近代物理学中的概念本来就是四维的,所以不会冒出五维时空,也不存在时空前面特别说明为四维。近代物理学某一派认为,时间空间相互且可变,且其变量互相存于其中,而他们在特定条件下所对应的这一个广域叫做时空(最早的人确实将时空等同于空间加时间轴,现在更多在避开这种本初定义),时空可能收到物质和能量的影响发生扭曲或者凹陷,且其最小单位是普朗克时间和普朗克长度。这是这个概念的由来,但是很多人把时空和四维空间混用,这两者有相关性,但不能混用。

四维研究

摘要

几何不一定是真实现象的描述,几何空间和自然空间并不能完全等同看待,纯概念的研究几何的发展是数学界的一个里程碑。从零维空间到三维空间,尤其是从三维空间到四维空间的发展更是几何学的的一次革命。

关键词

零维;一维;二维;三维;四维;n维;几何元素;点;直线;平面。

发展历程

n维空间概念,在18世纪随着分析力学的发展而有所前进。在达朗贝尔.欧拉和拉格朗日的著作中无关紧要的出现第四维的概念,达朗贝尔在《百科全书》关于维数的条目中提议把时间想象为第四维。在19世纪高于三维的几何学还是被拒绝的。麦比乌斯(karl august mobius 1790-1868)在其《重心的计算》中指出,在三维空间中两个互为镜像的图形是不能重叠

什么是四维空间?



四维空间到底怎么达到?



据科学家猜想 四维空间是三维空间的无限叠加 再加上时间构成 另外四维空间内的生物 将会了解自己所有的发展轨迹 而且超弦理论认为 世界是由10维空间加时间构成 其中七维都蜷缩在普朗克微观尺度上 人如果进入四维空间 就会像克莱因瓶一样没有内外



至于灵魂说,神话说等,个人表示没这方面研究,不与表达意见

四维空间到底是什么样的?简单说明,通俗易懂。~

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。
通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。
可以定义可以度量的都可以有纬度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度,构成五维空间也能说的通。
当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现,但现实很难对应和想像。

扩展资料四维空间的概念也可以通过解析几何的手段来研究。在那里我们可以利用代数方程来表示几何概念。为了利用这个手段进行观察以导致对四维空间的理解,我们来研究三维空间体系中的三个几何元素——点、直线和平面的方程。利用笛卡尔系统表示,我们可以写出:
点的方程:ax + b = 0 (坐标系:直线上的一个点)。
直线的方程:ax + by + c = 0 (坐标系:平面上的两条正交直线)。
平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (坐标系:三维空间的三个互相垂直的平面)。
从上面的研究我们可以看出:
所表示的每一个几何元素(或空间)的方程中的变量数目,等于这个空间的维数加1。
坐标系中的几何元素与被表示的几何空间的几何元素的维数相同。
在这个坐标系中,几何元素的数目等于被表示的空间的维数加1。在坐标系中,几何元素的这个数目是最低要求。
用来表示几何元素的坐标系,位于比它所含有的几何元素高一维的空间里。
根据上述观察,我们可以写出三维空间的下述方程。应当注意:这个方程有四个变量(x、y、z、u)。
ax + by + cz + du + e = 0
根据这公式我们可以断定:
1. 这个坐标系的几何元素有三维,即它们是三维空间。
2. 在这个坐标系中有四个三维空间。
3. 这个坐标系位于一个四维空间里。
参考资料:百度百科-四维空间



#扈些珊# 四维空间究竟是什么样的?
(18429158593): 某一个时间点,一个位置用三维就可以完全描述了.但是在历史的长河中,每时每刻的事物都在运动变化,所以对应每个时刻的物体的三维坐标是不同的,由此引进时间维,至此就可以任意描述一个点了.时间维是看不见摸不着的,不同于空间三维,但是是大脑可以认识的,是真实存在的.除此之外,线性代数中还有n维空间,但是没有很明显常用的物理意义了.时间维的概念也只有在考虑时空问题的时候运用到,可以做初步的了解,如果不是专业涉及,没必要研究深入.《时间简史》我看了一点,好多疑点但是没人能解答,会很困惑的.非专业人士不建议深入.

#扈些珊# 四维空间是什么样的?
(18429158593): 三维是指的空间,维(围),让你容易明白一点,正方体,里面我们就可以把它看成三维空间.四维,可以把它想象成我们的生活,因为它是空间与时间共存,第四维面就是时间,他不同于三维,三维没有时间概念

#扈些珊# 4维空间是什么样子的拜托各位大神 -
(18429158593): 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是五维...

#扈些珊# 四维空间是怎么样的? -
(18429158593): 楼主.我可以回答你的问题吗?请允许我回答.四维空间是一种时空的概念.你说四维空间是怎么样的.人类的大脑是三维的.只能想象出三维的情景.无法想象出四维的东西.四维无法想象出.但是四维空间可以用数学几乎式表示出来.要很...

#扈些珊# 四维空间到底是什么样的一个空间?
(18429158593): 长宽,二维. 长宽高,三维. 长宽高组成的正四面体,之后时间与他们互相垂直,拉出去,成为正五面体.这就是四维. 四维,另一个角度,我们三维的只能看见一栋楼的长宽高,但这栋楼背后是什么,我们看不见,但是,四维就能看见,他是360度的观察. 蚂蚁看楼,看不见上面,我们看楼,看不见后面.就这么简单. 祝君愉快

#扈些珊# 四维空间是怎样的? -
(18429158593): 抱歉这么久才看到求助..四维时空是构成真实世界的最低维度,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知.比如,把一把尺子在三维空间里(不含时间)转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的.四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种“此消彼长”的关系.

#扈些珊# 请用较为简洁易懂的语言描述一下四维空间是怎样的? -
(18429158593): 简单来说就是你要描述这个世界就需要长,宽,高和时间这四个变量!所以说我们处在四维时空中! 现代的超弦理论推导出宇宙是11维的,我知道,但是,这11维并不是说空间是11维,而是宇宙,宇宙不是空间,3维空间、1维时间、再加上四...

#扈些珊# 四维空间到底是以什么样的状态存在的呢? -
(18429158593): 三维空间比较好理解,四维空间则加上了一个时间维,你也可以理解为三维空间由于没有时间概念一切都是静止的,加上时间后才是活动的,打个比方你看3D电影,如果暂停,那么定格的这一格画面虽然有立体效果也就是长宽高三维,但没有时间维,当你向前或向后播放倒带时就有了时间的概念.当然这只是能让你直观的理解打得比方,实际上要比我说的复杂的多.

#扈些珊# 四维空间是什么样的? -
(18429158593): 这个四维可以从两个方面理解 一是 三维空间加一维时间 这是人类所理解的宇宙时空观二是 传统的三维基础上加一个空间维度 我们可以推想 二维空间 比如一张纸 我们忽略其厚度 它的边界是直线 是一维空间三维空间 比如一个正方体 它的边界是...

#扈些珊# 四维空间是怎么样的? -
(18429158593): 楼主.我可以回答你的问题吗?请允许我回答.四维空间是一种时空的概念.你说四维空间是怎么样的.人类的大脑是三维的.只能想象出三维的情景.无法想象出四维的东西.四维无法想象出.但是四维空间可以用数学几乎式表示出来.要很...