现在是三维空间还是四维空间,四维空间与三维空间有多大的差距

首页 > 政策法规 > 作者:YD1662023-10-28 15:41:06

现在是三维空间还是四维空间,四维空间与三维空间有多大的差距(1)

现在是三维空间还是四维空间,四维空间与三维空间有多大的差距(2)

工程师、数学家和物理学家聚在一起,交给他们的任务是回答这样一个问题:世界是几维的?

工程师最擅长和我们的日常生活的这个世界打交道,他们亮出量角器和直尺,拼出了三个互成直角的方向,也就是长、宽和高。“世界是三维的。”三维也是我们最直观的认识。

数学家则拿出了笔记本,他们走入了抽象领域,创建了一个有垂直边的规则对称的几何图案的列表。他们写道,正方形有4条边,立方体有6个正方形的面。根据外推,超立方体有8个立方体构成的面。以此类推,这样的规律会一直持续下去。“无限。”这是来自数学的答案。

现在,轮到物理学家了。为了解释宇宙的本源问题,许多物理理论需要更高维度的空间存在,而很多流行的理论在三维之外也仍然成立。一些物理学家(当然还有数学家)坚持认为,更多物理维度一定存在于我们所能看到的世界之外,这个世界不是只有我们已经习惯的上下、左右和前后。

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和时间类似,空间的“科学诞生”也要归功于历史上最伟大的科学家之一——牛顿。1687年,牛顿在介绍他的引力理论时,正式提出了“空间”这个概念。对牛顿来说,空间和时间是真实的,但只不过空间是一个冷冰冰的背景,在这个背景之下,更有趣的事情在发生,比如苹果从树上掉下来,行星沿轨道运行。

19世纪末,英国数学家辛顿(Charles Howard Hinton)提出,我们感知到的相互运动的不同物体,可以被认为是在四维空间中一个个固体物体,穿过了我们这个三维的世界。为了理解这意味着什么,可以想象一下,当一个球通过二维平面时看起来是什么样子的,它会看起来像是一个半径在变化的圆,圆的大小随着时间先增大再减小。

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