谁能为我描述一下四维空间?第四空间维如何在坐标轴上表示?它与三维空间的最大不同是什么?

注意,不包含时间这一维度!
2024-12-15 11:13:12
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回答1:

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),他们考虑所谓的三维空间绝对和我们所认识的三维空间不同——它们会把时间作为第三维,因为他们无法感受这一维的存在。同样,我们现在也走进了这个误区,把时间算做第四维。可能四维生物看到我们在宣扬这种思想时,也在为我们叹息。那么时间算不算一维?在我看来,时间应该算是一维,即在多维生物本身的维度之外再加一维,构成新的N+1维空间,而且这样也有助于帮我们解决一些问题,也可以使我们对比三维维度更高的空间加深认识。
有一个更新的构想,即所有的维度都是由时间构成,没有时间,就没有空间,包括最基本的一维空间。这应该好理解,因为没有时间,空间本身的存在就没有任何意义,因为时空本身就是不能分割的整体。那么,为什么一种时间可以形成不同的维度空间?这里,我们可以把时间看成是一种可以分解的常量。时间可以分解,这一句话理解起来可能有点困难。但是,只要想通了道理也是很简单的。要明白这个道理,首先必须了解两点。第一是时空的不可分性,这一点估计大家都明白,离开了空间谈时间,或者离开了时间谈空间,都是毫无意义的。第二点是时间的多样性,这一点了解起来可能有一点麻烦。在日常生活中,我们接触到的都是时间的合成体,也就是各个分时间有机结合形成的一个总的时间体系。可能你们会觉得我是在狡辩,其实不是。只要你们换一个角度去想,一个结果,可能是几个不同的原因形成的。就拿运动来说,我们观察到的一般都是几个不同运动产生的一种运动的结合体,即合运动。关于时间,我们也可以这样去想。我们看到的时间结合体,可以是由物体运动的时间,历史时间(即经历时间)和其他的一些时间构成。而运动时间,我们又可以看成由上下运动的时间,左右运动的时间和前后运动的时间。当然,划分方法是多样的,这就构成了时间的多样性,至于如何去划分,这就要由不同的情况而定。一部分时间对应一段空间。在这个不完整的空间里,时间起到了决定性的作用。
我们之所以是三维生物,是以为这个维度的空间里只存在三维的时间。时间的不完整决定了空间的不完整。我们不能认识其他维度的空间,是因为我们不具备在那个空间里面运动的时间。时间的多样性决定的空间的多样性。同时,因为时间的不同分解方式,注定了我们的三维空间也是相对的,它可以被命名为一维,二维,甚至是任意维——完全取决于不同的分解方式。时间是决定维度的关键,同时,它也是决定低维物体高维存在方式的关键。
让我们看看科学上的说法:低维是空间上的缺陷,它们不具备在高维世界内运动的空间。关于这一点,有一个疑问,那就是我们怎么可以发现这个缺陷。我们认为的低维不存在某一个空间长度,是因为我们无法确定它有那一个长度,也就是我们现在用最好的设备也无法观察到那一个长度差。那么,将来呢?我们现在无法认证,可能将来会有人证明那个低维物体确实属于高维。因此,低维与高维并不存在所谓的空间差。那么,我们如何区别高维与低维?很简单,用时间。用时间去解释任何一个维度空间,我们也可以认为,低维之所以比高维低级,是因为它们存在时间上的缺陷,它们无法在时间范畴内感受高维的存在。所以,我们要去了解低维或者高维,先要知道它们存在的时间范围。高维与低维之间可以实现转化,道理是很简单的,只要加入或者去掉一个时间单位就可以了。然而说起来很容易,做起来却很复杂,我们对时间的概念都是如此模糊,要想在空间范围类实现时间的转化就更困难。
对四维空间,一般人可能只是认为在长、宽、高的轴上,再加上一根时间轴,但对于其具体情况,大部分的人仍知之甚少。有一位专家曾打过一个比方:让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人,他们只有平面概念。假如要将一个二维扁片人关起来,只需要用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈。现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”。我们只需从第三个方向(即从表示高度的那跟轴的方向),将二维人从圈中取出,再放回二维空间的其他地方即可。对我们这些三维人而言,四维空间的情况就与上述解释十分类似。如果我们能克服四维空间,那么,在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能。

回答2:

目前四维空间有两种说法,第一种把时间列入第四维,这个现不提,另一种四维指空间上的第四维,坐标轴或坐标系是三维空间内的,无法描述更高级的第四维,第四维的”生物”可以穿越任何三维内东西,比如穿越墙壁,只是我们人类所不能的,你若是对这方面有兴趣的话,可以看看《穿越时空》这本书

回答3:

等你学习过微积分就好办了,比如对面积的积分就得到体积,即把二维空间变成了三维空间,如果对体积积分……就是把三维空间变为4维了……

回答4:

一维空间是线;二维空间是面,三维空间是"体".

维度更高的空间,是为了在高数的微积分中,为了解释多重积分而提出的数学概念。

而在爱因斯坦的相对论中及霍金的时间理论中都提到了四维空间的概念,第四个维度就是时间。

如果说不包含时间这个维度,我们可以这样举例说明,一个物体(立体,长宽高分别为描述这个物体的三维尺度),在点a处是形式A,而如果考虑这个物体换了个地方就不是这个物体的话,那么,在点b处这个物体就变成了B物体。这第四个维度是我们人为加上为了区别在不同的地方的同一个物体而提出的。同理,如果用位置做第四个维度,再用时间做第五个维度,再来描述这个物体就是五维了。

更高维度的空间也可以用这个理论来解释,也就是我们在霍金理论中看到的平行宇宙的原理了。其实这个问题也涉及到哲学的问题。

回答5:

这样说吧,比如你在做梦,加上梦境就是思维空间。梦境是不受现实三维制约的另一个空间。
这只是一个比方而已。

回答6:

在坐标轴上表示就和表示三维空间一样
只是你必须画出一条时间轴,表示动态。
最大不同就是有一条维 时间
三维空间绝对静止,四维空间相对运动。