请问四维空间有什么意义 数学上研究四维空间有什么意义

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-16

四维空间数学意义:

四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知。例如: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.


四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大.在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了.在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢.

另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等.值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述.四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的.可以说至少它比牛顿力学要完美的多.至少由它的完美性。

狭义相对论中:

时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量.这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系.在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系.



  1. 根据爱因斯坦的相对论,我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓的四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们就能通过对比,发现时间的变化。比如你在时速接近光速的飞船里航行,你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变,变化而变化。所以相对来说时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一。

  2. 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。 简单地说:零维是点,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,四维又多了时间。下面我举例说明。

  3. 举例解释

A找B,在X马路上,这样一条线可以理解为一维

A找B,在X马路与Y马路交口,这两条线可以理解为一个平面,是为二维

A找B,在X马路与Y马路交口处Z楼的5层,现在加了多少层,构成立体结构,是为三维

A找B,中午12:00,在X马路与Y马路交口处Z楼的5层,现在不但加了多少层,还有了时间,如果A在15:00点去,就不会见到B。是为四维。这里的时间就是第四维



在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间.现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义.
四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知.我在一个帖子上说过一个例子,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.
四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大.在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了.在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢.另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等.值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述.四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的.可以说至少它比牛顿力学要完美的多.至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑.
在狭义相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量.这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系.在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系.

高维空间可以调整时间,改变既定事实。四维可以看到时间,但无法改变。

四维空间真的存在吗?究竟什么是四维空间?看完始终不敢相信



四维空间的含义是什么?~

四维空间是什么?

在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义。

四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知。我在一个帖子上说过一个例子,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。

四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大。在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑。

在狭义相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。


#程荔俭# 四维空间到底是什么意思啊?谁来帮我解答一下哦!说的通俗一点啊.呵呵 -
(13957369748): 都不对,四维空间的意思是一个具有四个自由度的空间,一个点需要用四个数确定(三维是三个数).一个物体可以向四个垂直方向运动(我们的空间是三个对吧) 不是时间,时间可以当做一个维度,但它不是空间维来的(别听爱因斯坦说……) 其实这个东西真的很难解释的说,要弄懂的话至少先给点耐心吧(不然我怎么混贴吧啊) 比方的话,正多胞体行不?

#程荔俭# 四维空间代表什么 -
(13957369748): 时空和物理世界的概念,某种意义上也跟玄冥世界有些关联.人眼见到的不一定是全部.见不到的时间空间不代表不存在.

#程荔俭# 请简单的解释四维空间什么意思,记住:简单 -
(13957369748): 四维空间多的一维是无法用三维语言描述的,三维的图形表达的是四维在三维中的投影,由投影看不出四维很正常.我告诉你一个逻辑方法,绝对正确,一张纸一支笔.画1个点,一维.2个点,一条线,二维.3个点,三条线,三维.4个点,六天线,四维,这个方法是推导四维空间在三维投影的正确方法,前人就是这么做的并得到了正确的结果,现代计算机也是根据这个原理模拟的三维投影.希望你能理解.

#程荔俭# 什么是1维空间2维空间3维空间4维空间要说明白意义什么是1维空间
(13957369748): “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...

#程荔俭# 什么是四维空间? -
(13957369748): 根据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.由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或...

#程荔俭# 什么是四维空间
(13957369748): 什么是四维?现在的说法是三维空间加上时间这一维,构成所谓的四维空间.然而,这种说法是一击即破的.为什么?我们可以从二维来考虑. 一个二维生物(如果有的话...

#程荔俭# 四维空间如何理解? -
(13957369748): 四维空间概念 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...

#程荔俭# 相对论中的四维空间指什么?什么样子和意思?相对论中的四维空间指什么?什么样子和意思? - 作业帮
(13957369748):[答案] 四维空间指的是一个有四个空间维度的空间. 不过,日常生活中有些人会误把四维空间和四维时空(爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及)相混淆. 时间维度和空间维度是相对独立的.人类作为三维物体可以认识四维时空(三个空间...

#程荔俭# 什么是四维空间?
(13957369748): 简单说 一维:比如,在一条直线上的任何一个点,你都可以用一个数表示它,这是一维 二维:在一个平面上,有两条相互垂直的线,而在这个平面上的任何一个点,你都要两个数才能表示它. 三维:在一个有限的空间里的任何一个点,你至少要三个数才能表示它的位置. 四维:在一个三维空间里,有一只正在飞的鸟,你要想表示出它的位置,不仅要三个数,还必须加上一个时间,因为它的位置是在不断的变化的.

#程荔俭# 什么是四维空间? -
(13957369748): 什么是四维空间 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....