二維空間的封閉是圓,三維是球,那四維是什麼?

谷原明


高緯度是低緯度的無限疊加。一緯是線二維是面三維是體,四維是體的過去與未來連成的軌跡,四維的閉合就是現在,即刻就是不可突圍的頂點。五維是引力,在引力作用下可以扭曲時間線,在場的漩渦周圍充斥著無限多快與慢的時間網。六維是質量(不是重量),質量散發著引力波,扭曲著低緯度的一切時空。七維是能量,宇宙中所有一切都歸於能量,無論你是什麼緯度看,都是能量的一部分,存在的,哪怕是零維的一個點,有點就有時空就有能量,什麼都沒有稱之虛無(那是宇宙的邊緣外)。 宇宙第一定律,存在的任何事物都是在同一維度,維度只是觀察事物的視角 宇宙第二定律,低緯度無限疊加成高緯度 宇宙第三定律,有便是有,無即是連無都無



把愛國當成一生的事業


首先咱們先拋開封閉。一維是線,二維是面,三維是體,按照 推理類比的方式:從一維到二維是一維的無限疊加,從二維到三維是二維的無限疊加。

現在回到封閉狀態,從圓到球,也是無限疊加的結果。 那麼現在就可以想象從三維封閉的球到四維封閉應該也是無限疊加的!

理論也是如此,第四維是時間軸,這就證明了三維球體在第四維的時間軸上是無限多個的!

那麼第四維封閉狀態存在著 三維宇宙的過去和未來。我們宇宙的每一個“時刻”都是一個球,這個無數“時刻”連起來構成了宇宙的過去和未來!


科學認識論


上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷

想象一下,就空間來說,零維是一個點,一維是一條線,二維是一個平面,在二維空間裡,有兩個方向能夠相互垂直,如果你把它想象成一個正方形就很好理解,同一個交點的兩條線是相互垂直的。

同理在三維的空間,應該有三個方向能夠相互垂直,想象一個立方體,同一個交點的三條線是相互垂直的。如果是一個四維空間,應該有四條線有同一個交點且能相互垂直,這被稱為超立方體。我們沒有見過這樣的東西,我們也不知道是否存在這樣的空間,但是我們可以想象,如果存在這樣的空間,三維在四維以內,我們能觀察到什麼現象?可以類比推測一下,如果二維裡有一個圓穿過一維的一條線,如果一維空間裡有東西能看到它,他會看到他的世界裡先出現了一個點,然後這個點兩端延長變成一條線,當這條線到一定長度後會縮短,最後又變成一個點,最後消失。同理,如果三維空間的球穿過二維空間的面,假如二維裡有東西能看到它,他就會看到他的世界裡先會出現一個點,然後這個點會變大變成一個圓,大到一定程度後會縮小,最後變成一個點再消失。

根據這個現象我們可以推測,假如四維空間裡存在一個超球,現在這個超球穿過我們的空間,我們會看到空間裡先出現了一個點,然後這個點會變大成一個球,然後在大到一定程度後會縮小,最後再變成一個點,消失。


科壇春秋精選


首先,二維封閉空間不一定是圓,題主只要想想看曾經學過哪些平面幾何圖形就知道,有三角形、四邊形以及任意曲線圍成的閉合圖形。此外,三維封閉空間也不一定是球體,三稜錐、圓臺、長方體等等都是三維封閉空間的形狀。

我們知道,零維是一個點,沒有長、寬以及高度的概念。一維是一條直線,由無數個零維點組成,只有長度的概念。而二維是一個平面,由無數條一維直線組成,只有長和寬度的概念。同樣的道理,三維是一個立體,由無數個二維平面組成,有長、寬以及高度的概念。我們生活在三維空間之中,只能感受到三個維度,而對於第四個維度是什麼很難想象。不過,我們可以根據前面的規律來推斷四維空間是怎樣的,四維空間應該就是由無數個三維空間組成的。

那麼,生活在四維空間中能看到什麼奇特的現象呢?這個問題不好回答,但可以參考生活在三維空間中的我們觀測二維的情況。假如在一個封閉的圓圈內住著二維生命,那麼,圓就會使他與平面的其他部分分隔開來,他看不到圓外的世界。然而,在生活於三維空間中的我們看來,我們可以直接透過圓看到二維平面的其他部分,我們看二維的一切都是透視的。同樣的道理,生活在四維空間中的生命看三維的一切也都是透視的,也就是說他們能看到我們身體中的任何器官,他們能直接透視我們。

總之,我們沒到過四維空間,我們不清楚究竟是怎麼回事,但我們可以根據我們所知的情況進行合理的推測。


火星一號


首先需要說明,在二維空間裡,封閉的空間可以由任意的閉合的曲線圍成,並不一定要求是圓形;同樣的,在三維空間中,封閉的空間可以由任意的閉合曲面圍成,也不要求是球形。

當然,我們可以對閉合的曲線和曲面做一些約束(例如一些對稱性的要求),這樣,就可以把曲線或者曲面是圓和球面了,那麼怎麼想象第四維度是怎樣的呢?

我們不妨從三維空間和二維空間的相互關係開始想象起,假如我們只能看到二維空間,我們通過對二維空間的觀測來想象三維空間。我們這時看不到「球」,但我們可以看到「圓」。在這種情況下,將考慮把球分割成兩部分的各個截面時,我們會發現這些截面都是圓形的,這可以看成是二維空間的人對三維空間的一種理解——任意的截面(或者投影)都是圓形,這些圓的大小可能不同。

類似的,我們就可以考慮四維空間的情況了,把圓和球的情況推廣到四維,在定義上是很簡單的,在對稱的情況下,這個包圍住四維空間中的一塊區域的「曲面」其實就是在空間內所有到某一固定點的距離相等點的集合,而它的內部就是被圍起來的封閉空間。雖然我們看不到第四維度,但我們仍然可以想象一下四維空間在三維空間中的一個「截面」,只不過這時的「截面」變成了「截『體』」,當我們用三維空間去切一個四維空間時,我們每次都可以看到一個球,這些球的大小可能不同。


傅渥成


在愛因斯坦的時空觀裡,時間流逝第四個維度,並且時間這個維度可以延伸至多達7個維度,加上我們熟悉的三維是世界,總共會有10個維度!

說到這裡,肯定會有人質疑:你連時間和空間都不分?四維空間和四維時空都不分?

但為何時間不能是空間的一種表現形式呢?並沒有哪條理論規定了時間不能是空間的一種!而且恰恰相反,愛因斯坦的廣義相對論明確表示時間和空間是不可分割的整體,簡稱“時空”,任何把它們分開區別對待的沒有意義!

如果是這樣,我們每天拋開時間去討論所謂的“三維世界”有意義嗎?

很多時候,定式思維害了我們,長寬高就是我們眼裡的三維表達形式,於是很多人習慣性思考第四維度也應該是像長寬高一樣的“具有方向”的維度!但無論如何我們就是找不到這樣的“第四維度”。

這就像我們經常說的那樣“沒有困難製造困難也要上”。很多時候,答案很簡單。甚至就在我們眼前,但我們就是看不見,認為答案怎麼可能如此簡單?

空間離開時間沒有意義,時間離開空間也沒有意義,某種意義上這不代表著時間就是一個維度嗎?就在我們眼前的第四維度,為何我們視而不見而就是要苦苦尋找那些所謂的“第四維度”呢?


宇宙探索


打攪。

首先你要知道肉眼你看不到四維。

你的肉眼只能接收2維的信息,因為

  1. 你的視網膜的視覺感受神經分佈在二維平面
  2. 你看到的圖像一定位於你視線的垂直方向,
  3. 進入你眼睛的每一條光線只能攜帶在它光線上的離你最近的非透明的一個點的信息

與其的構造有關,以下是他的構造

左邊是視網膜,右邊的圖形發出光線通過瞳孔和晶狀體折射到視網膜(圖畫醜了將就看一下吧),形成一個二維圖片,同時將信息傳遞給大腦,所以三維肉眼的成像是你前方物體在你這個方向的表面形成的圖像。如果光延直線傳播,你看不到任何非透明物體之後的像(紫色表示)



至於為什麼你覺得你看到的是三維?這只是你的腦補而已。多個眼睛在空間中不同位置(景深)因為視角差別能看到不同的二維平面,分析多個二維平面的不同可以判斷三維物體的遠近。所以二郎神和蜘蛛和複眼昆蟲也只能看到三維空間,假設視力接近,二郎神的空間立體感和判斷遠近的能力很可能優於我們。




為方便理解四維視野,先介紹下二維的視野。

如果二維的肉眼能看到圖像而且機制和目前的三維動物一樣,那二維眼睛的結構看起來一定是下面這樣:

左邊的視網“線”接收到來自右邊的圖形發射的光線,經過瞳孔,通過晶狀“片”的折射,形成的像在一條線上,同時把視覺信息傳遞給大腦,如果光延直線傳播,它看不到任何非透明物體之後的像(紫色表示)



如果四維的肉眼能看到圖像而且機制和目前的三維動物一樣,那四維眼睛的結構看起來一定是下面這樣:

左邊的視網“三維膜”接收到來自右邊的四維物體發射的光線,經過瞳“球”,通過晶狀“胞體”的折射,形成的像投射在視網“體”上,同時把視覺信息傳遞給大腦,如果光延直線傳播,它看不到任何非透明物體之後的像(紫色表示)



可見這個四維眼看到的是一個三維立體的圖形。

這也就是說,給他們任何一個三維物體,如果他們沿著該三維物體厚度(三維物體在他們的世界看起來很薄,因為在第四維方向沒有厚度,光會照亮這個三維物體內的每個點)的方向看,這個三維薄片的每個光線都會被他們的視網“三維膜”捕捉到。他們可以同時看到這個三維物體的每一個點。舉幾個例子:

當你遞給他你的手機,他可以同時看到你手機的每一個零部件。

當你給他一個未打開的俄羅斯套娃,他不需要打開就能看到每個套娃。雖然中間的套娃被三維空間封閉,但在四維空間是露在外面的。如果不存在在第四維方向的束縛,中間的套娃會掉到外面去。

當一個三維人來到他的世界,他身上的每個細胞都露在了外面,他將慘不忍睹 他在瞬間就流完體內的血,各種器官雖與身體有連接不會亂跑,但它們會在四維空間中掛著身體風中搖晃。

當你拿給他一本三維書,他不需要翻書就能看到這本書裡面的所有文字。雖然上一頁和下一頁的字都粘在了一起。

他們的腦子也比我們多一個維度,很可能輕鬆接受多一個維度的信息量。如果你在橫方向給這個四維眼切出一個切片,這個切片很接近我們眼睛的結構。

以上這幾段只是對上面粗體那句話的解讀。

目的是想讓你們感受一下我們三維的語言描述起四維空間是多麼的蒼白吃力。簡單一句話的理解都需要我冗長的內容去概括。要很好的理解這句話,需要你對四維空間有一定的瞭解。



如果五維的肉眼能看到圖像而且機制和目前的三維動物一樣,那五維眼睛的結構看起來一定是這樣:

左邊的視網“四維膜”接收到來自右邊的五維物體發射的光線,經過瞳“超球”,通過晶狀“五維體”的折射,形成的像投射在視網“超體”上,同時把視覺信息傳遞給大腦,如果光延直線傳播,它看不到任何非透明物體之後的像。


我去解釋五維好比讓一個精通二維語言的人去解釋四維一樣貧乏。

二維的書大概長成和這兩個漢字這樣:卅,爪

也可能長成和M一樣的折行,也可能像鳴門卷

二維書的其中一頁紙是一條線,它們只能在這張紙上面書寫點和線。

寫起來像是這樣:- ·- —- — -- -— - — --· — ·

我們可以用一句話概括他們的所有文字:同一平面的連續或不連續的直線和點

我們的世界也存在類似的二維語言。我想到了兩種二進制語言:計算機CPU依賴的01語言和摩斯電碼。

假設二維有智能生物存在,他們的腦子一定很簡單。他們的數學有可能也是二進制,因為二進制對他們來說方便。以其一維視野去理解平面幾何就顯得很費力,如果你去和他講立體幾何,他們一定會覺得你在扯淡,甚至會認為三維物體根本無法想象。

他們時間的一本書。很可能只能記載幾句話。很可能由於腦細胞數量的限制。相同厚的一本書, 他們閱讀一本書的時間很可能與我們接近。


劉砥柱


看了大家這麼多的討論,對維度的理解都無法統一。我來幫大家理清一下思維,所有回答基本可以概括為三個邏輯體系,不同體系之間的邏輯是無法很好地交流理解的,只會引起邏輯混亂。


1,哲學體系:

只有在哲學體系裡才會有提到主觀和客觀這個概念。

任何人為創造的概念都是主觀概念:時空和維度都是。純客觀角度,宇宙不存在時間和空間的概念。當然人不可能純客觀,站在哲學上的客觀理解,維度是可以無限的,但人類能感知的只能到三維。任何關於四維的描述只是想象和邏輯推論。


2,科學體系

很多人爭議點集中在時間能不能作為一個維度。

時間也是人為創造的概念,為了表述物質運動,涉及到速率、動量等參數。

當時間參合到維度去討論時,描述的就不僅僅是客觀物質存在的維度,而是世界萬物運轉狀態、規律的複合。這裡的維度實際是維度空間的運動軌跡。

那些所謂的科學家認為維度可以達到11維,只是數學體系數據推導。放在哲學體系和普通認知定義體系是說不通的!

但就題主所提問題來看。只是需要解答維度的普通定義。



3,維度的普通定義

維度的普通定義,即點為零維,線為一維,面為二維,立體為三維。

四維是什麼?

這裡你不能串到哲學體系去說:客觀上任何點放大都是三維的。也不能串到科學體系上去說:不運動的點是零維。(實際上沒有任何點是絕對靜止的!)

這裡的討論就是立體的疊加態是什麼樣子的!

其實當人類飛上太空,能從宇宙角度看地球,就已經突破了一定程度的三維界限。只不過仍然看到的是三維球體。那是因為觀測者仍然是三維生物。

如果有四維生物,三維世界在它們眼裡是打開的,沒有時空的界限。人類也無法準確描述清楚。


姝子


其實這個問題是思維突破的問題,要想知道四維空間的圓什麼樣?首先我們得知道四維空間什麼樣,知道了四維空間,那麼就不難理解四維空間裡面的“

”或“球”了。

但是四維空間對於我們這些生活在三維空間的人類來說實在太難以想象了,但是我們可以用數學的思維,把問題簡化,就是如果三維立體的問題解決不了,可以先把問題簡化成二維的問題。比如:一個面可以把空間分成幾部分?那麼接下來2個面呢?3個面呢?n個面呢?其實我們如果降低到二維來回答這個問題就是:一條線把平面分成幾部分,然後是2條3條......n條線,找到了二維裡面的解題思路,在擴展到三維。

同樣的方法,既然以直線的中點旋轉得到了二維的圓,二維的圓以直徑為軸旋轉得到了三維的球,那麼四維的球就是以一個球的最大切面(我們定義為直徑面)為軸旋轉得到的。

雖然我們建立了四維的“球”,但是我們還是無法想象這個四維的“球”什麼樣?同樣的思維方法:二維的生物,看圓其實是一個直線,只有他走動的觀察,才感知到了直線彎曲。二維的生物看三維的球仍然是直線,並且他能想象的就是一個圓,根本就不知道有這個球的存在。而三維的生物看到的球其實也是一個平面,只有走動的觀察,才感知到了面彎曲了——才能想象到一個球。那麼四維的生物,看三維的球跟本不用移動就能看到球的整體,一眼就把所有的球體看“穿”了,而我們三維的生物看四維的球,怎麼看都是一個面,移動的觀察也只能感知它是個球。但是在四維人的眼中他看到了球,而能感知的是若干個球。


時間隧道5


愛因斯坦定義第四個維度是時間 好多人不理解 時間不是人定義的虛擬產物嗎 為何時間卻成了真實的維度呢 客觀上說宇宙中確實不存在時間 難道愛因斯坦錯了?普通人的思維侷限性就在於此,必須親眼見到才能理解什麼是時間!世界上的大智慧人物前三位是釋迦摩尼 惠能 特斯拉 他們的共性就是冥想世界不完全以現實實踐作為思維基礎 科技的發展每個階段都有其侷限性瓶頸存在 超越這種本我限制才能到達智慧的彼岸(也就是如來說的盤若波羅蜜多)!說正題時間的本質是什麼 它用來描述物質運動過程 時間這個概念確實是虛擬的但它所描述的物質運動無論宏觀微觀從未停息... ... 相對論闡述人類思維的一個新的里程碑式的高度!任何物質運動都是相對的 座標系決定觀察者的實踐效應 人的每一秒具體的運動速度到底是多少呢 那是一個及其複雜的運動軌跡 首先地球自轉繞太陽公轉太陽在本星系團公轉本星系團在超本星系團公轉超本星系團繞銀河系公轉銀河系繞本星系團公轉本星系團繞超本星系團公轉 同時宇宙大爆炸又造成任何大質量天體遠離效應 相對與137億年遠的星系我們已經是超光速運動 所有的這些運動都可以用時間來描述也就是所謂的第四個維度 舉一個簡單的容易理解的例子來體會一下思維空間 一個球體正投影看是二維圓 相對地面斜著看就是三圍圓 這時如果球體突然高速彈跳運動起來你看不清小球但卻看見了球的軌跡 這種軌跡的感覺就是四維空間感 宇宙時刻記錄著每一個最小單元的運動軌跡 甚至如正負電子的湮滅也會留下一條龍出生天的光子軌跡 在微觀的世界理解物質的空性 電子是空光也是空 那麼電子對撞變成光子 整個過程空間的轉換都會留下可記錄的軌跡 這就是四維空間現象 如果你理解了四維空間那麼請看三維空間推論如下 在任何四維空間內能量守恆 空間守恆 無論轉向高維度還是低緯度均守恆 物質在任何維度空間轉換時運動不受外力時延直線運動 多維空間仍符合熱力學三大定律 宇宙空間完全滿足高維度生物體的存在性 物質空間總是趨向於更高維度的空間轉換 四維空間不生不滅 無論在哪個維度宇宙最基本的法則不變。 萬法歸一萬物空 無論你怎樣理解世界理解四維空間最應該感悟的就是當下的時光 即使時光不存在是虛無 但珍惜你的親人珍惜你的友人珍惜萬物生靈 大愛無疆 他們給你愛的力量讓你遨遊在多維的宇宙是世界!


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