关于四维空间最好的解释,四维空间最简单解释

首页 > 国学 > 作者:YD1662023-04-17 01:02:08

我们利用空间直角坐标系进行讲解

试想一个位于一维空间的一维生物,所谓一维空间也就是坐标系上的一个轴而已,只有长度,没有宽度和高度,由此可见这个一维生物的体型就是一条线段,此时我们以这个一维生物的视角来观察一维空间,很显然出现在我们眼前的世界就是一个点

此时我们将空间维度增加一条,也就是所谓的二维空间(即坐标系上又两条坐标轴确定的一个平面),不严格的讲,这个二维空间实际上就和咱们平时用的纸的纸面是一回事,无论纸面上的内容多么丰富,也都只能局限于纸面,无法跳出纸面(没有高度)。如果我们二维空间的生物视角去观察这个世界,会发现整个世界不过是无数条线罢了

关于四维空间最好的解释,四维空间最简单解释(9)

现在让我们回到三维空间,也就是用空间直角坐标系确定的空间,按照前面的逻辑,我们看到的世界应该是无数幅二维画面组成的,说到这,可能又很多朋友疑惑了,怎么能是二维画面呢?我们眼睛看到的画面都是立体的啊。

原因很简单,这全是大脑和两只眼睛的功劳,用一个简单的实验就可以反驳,闭起一只眼睛,两只手各拿一支笔,先在空中随便挥几圈,之后用另一只眼睛注视着,手拿笔,使两笔尖对碰,看看要几次才能成功,若不是一次就能成功,就足以说明问题了(实际上,最好方式是用一些不熟悉的物体进行实验)。

最后让我们进入四维空间,看看从四维空间的生物的视角看世界会有什么样的表现呢?

关于四维空间最好的解释,四维空间最简单解释(10)

按照之前几个空间进行类推,在四维生物的眼中,世界应该是一幅幅三维立体的画面,一个简单的例子,假设在三维空间中有个立方体箱子,你站在箱子面前,试问你能看到这个箱子的几个面?

很显然,在不借助外部工具的情况下,无论如何是不可能同时看到六个面的。然而这件事对于四维生物来讲,却显得非常容易,因为它们能看到三维画面,也就是说可以同时看到箱子的六个面。

当然了,上述例子仅仅是对四维生物的管中窥豹而已,然后在面对如此神奇的四维空间之后,我们不禁要问,四维空间真的存在吗?实际上这个问题就等于在问,除了三维空间加一维时间组成的四维时空之外,是否还存在空间的其它维度没有被发现。

关于四维空间最好的解释,四维空间最简单解释(11)

遗憾的是,对于四维空间乃至更加高维的空间(比如M理论中存在着九维或十维空间)的研究还仅仅停留在纸面上,并没有具体切实的实验证据支持,但我们也不能否定高维空间的存在。


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