02.29 理解四维空间的难点在哪里?

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难点就是不识庐山真面目,只缘身在此山中。三维是立体的非生命属性物质,而四维就是立体的初级的生命属性物质,如“你”如“我”,维度不是以长宽高还是别的什么决定的,而是以能量的存在形态来区分的!

说线是一维,面是二维是不准确的,不能理解为平常我们画的线和面,任何物质属性都不能构成一维和二维,因为任何物质属性都有宽和高,一维是从一端延伸到另一端,只有前后,如“时间”,二维是只有东南西北,没有其他,比如影子,水里的倒影,镜像等等,相对于物质世界,它们是更低级的存在,本质上是不存在的!


当牛皮遇到真皮


理解四维空间的难点在哪里?


首先,错误的说法是把”四维空间定义为三维空间+时间轴”,而”三维空间+时间维”是另一种说法。前者也并非是什么四维时空,而且本身四维时空是个伪概念。很简单“时间只是因为粒子运动、宇宙膨胀而出现的概念,为什么它就能成为第四维”  另外,时空和四维空间的概念是有区别的  将四维空间定义为三维空间+时间轴的说法是对于闵可夫斯基空间( Minkowski space)这个概念的误解,而为什么这个误解这么广泛呢?很简单,无数科幻小说甚至于科普读物刻意去硬生生地套用了这么一个东西。其中这个里面涉及到了一组四维矢量场,也就是:
四维矢量依据它们(闵可夫斯基)内积的正负号来区分。可分类如下:
  • 是类时(timelike),
  • 是类空(spacelike),
  • 是零(null)或称类光(lightlike),

然而,关于零矢量一个有用的结果:“若两个零矢量、正交(即:零内积值),则它们必定是呈比例关系(为常数)。”

以上的零基底部的时间方向选定,以及类时向量的概念,让很多人误以为“空间和时间组成了另一个空间”,而实际上上面只是描述了时间和空间的协同作用罢了。这便是前面那个说法的来源。  而实际上时间维是一种替代说法,并不是说第四个维度是时间,和前面那种说法并非一回事,第四维在主流的说法中具有连续性,著名的数学模型克莱因瓶,第四维穿过三维这个本质多面体,但四维空间的本质还是空间。而为什么这一维会定义为时间维度呢,是因为某一派观点认为广延的“时间”具有空间性,故而出现的一种替代说法,你要将它叫什么其实都可以,它是一个统一,确定的定义概念下产生的依据不同学派自主概念的命名法。  有些同学有点纠结于“时空”这个说法,我先说,没有四维时空这种说法还有另一个理由,也就是时空在近代物理学中的概念本来就是四维的,所以不会冒出五维时空,也不存在时空前面特别说明为四维。近代物理学某一派认为,时间空间相互且可变,且其变量互相存于其中,而他们在特定条件下所对应的这一个广域叫做时空(最早的人确实将时空等同于空间加时间轴,更多在避开这种本初定义),时空可能受到物质和能量的影响发生扭曲或者凹陷,且其最小单位是普朗克时间和普朗克长度。这是这个概念的由来,但是很多人把时空和四维空间混用,这两者有相关性,但不能混用。

从广义上讲:维度是事物“有联系”的抽象概念的数量,“有联系”的抽象概念指的是由两个抽象概念联系而成的抽象概念,如面积。所以四维就是四个有联系的抽象概念组成的,第四个抽象概念是实时间,第四联系值为速度。

高维度时空和高维度空间是不同的。举例来说,在三维空间中只有一个时间维度,但它是一个伪维度,即它的单位和其他三个维度不同。四维空间的第四维仍然和三维空间的维度具有相同性质,时间仍是伪维度。因此,不可把时空和空间混为一谈。

保持好奇心,让我们有逻辑的思考,欢迎留言讨论!


罗辑说


一张照片在三维空间里面(长度宽度高度)加一线就是四维空间,四维空间多一维深度,如果宇宙中存在三维空间环境世界有智慧生物TA们可以从一个三维空间的宇宙加一线可以从这个虫洞进入另一个四维空间的宇宙!(宇宙中黑洞的作用就是这人空间连接另一个空间的一线)。

很多人以为空间很难想象!其实复杂的问题简单去想首先介绍一下什么叫四维空间(长度,宽度,高度,深度)这里不包括光线,人类就生活在四维空间里面,

题主的提问应该是理解五维度空间是什么样子难点在那里吧?

如果是怎么去理解四维空间的难点在那里,因为目前宇宙没有边际所以长度宽度高度深度是无限的,从这个角度去思考目前已知的宇宙的样子是四维空间就是现在这样子,看到的星球也是圆形的,这些星球都自己的恒星每一个恒星系都围绕宇宙中心无限旋转在引力拉力作用下宇宙中质量越大的星球越圆,越小的星球圆形越不规则,当旋转轨线越靠近质量大的星球时本来的圆形星球会被引力拉扯。

宇宙最难理解的事情,就是宇宙可以理解!

以上个人观点对宇宙的理解,如果不对请原谅我的无知,科学的前提是敢想敢说敢去验证!


太空探索者号


缘起性空,空空不空。宇宙奇点是生灭平行的状态。零维是零对空维外接缘平行2^0次方(一缘起成一点)一维是一对零维外接点平行(两点成一线),二维是两对一维外接线平行(四线成一面),三维是三对二维外接面平行(六面成一体),四维是四对三维外接体平行(八体成一局),五维是五对四维外接局平行(十局成一统),六维是六对五维外接统平行(十二统成一环),七维是七对六维外接环(十四环成一循),八维是八对七维外接循(十六循成一轮),九维是九对八维外接轮(十八对轮成一回),十维是十对九维外接回(二十对回成一重),十一维是十一对十维外接重(二十二重成一复),十二维是十二对十一维外接复(二十四复成一结),十三维是十三对十二维外接结(二十六结成一团),十四维是十四对十三维外接团(二十八团成一聚),十五维是十五对十四维外接聚(三十聚成一果)。果,如,然,自。高维度是低维度运动的集合的量。





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轻松理解四维空间难点

四维空间的难点在于对维度的理解,我们说的空间和时间不同,时间不是高维空间的维度,在只考虑空间的维度,只要考虑维度的共同属性即可。我们以四维空间为例,来探讨理解空间的难度。

这是四维空间

要知道什么是四维空间,需要了解什么是维度和低维和高维的区别,以及大家最关心的高维空间可以做什么,怎么做的问题。

我们在这里只讨论空间,不讨论时间,加了时间就变成四维时空,不符题意哦!


低维空间

我们把三维及以下空间叫做低维空间。

由于欧式几何对低维空间有非常经典的解析,加之我们从小接受欧式的几何教育,使得我们在了解四维及以上高维空间时自然而然的引用欧式几何经典定理来分析空间及空间的维度,这就使我们在应用经典知识体系理解高维空间时显得捉襟见肘。

下面我们用经典的欧式几何分析维度及三维空间。

(经典三维空间) 假设:一个立方体的三维空间中有一个点w,w点在经典欧式几何空间中的三维投影是A B C三点,这三点距离原点o均为1,则可以知道ow的距离。 ~想象w是浮在这个空间中的一个点,这非常重要

以上是我们代入特定值,用经典欧式几何解析三维空间,既低维空间的一个简单的、有代表性的方式。

可以看出,我们常以长宽高代表三维空间的三个维度,长宽高都有表示距离属性。

而维度就是空间有相同属性的变量,变量越多,维度越高,反之维度越低。三维空间有三个变量,通俗的讲就是长宽高。

那么我们想多一个变量形成四维空间的话 这个变量应该是什么?

三维曲面空间

接上文,要理解高维空间,我们得绞尽脑汁想出第四个变量X,且这个变量必须拥有空间的所有属性,既抽走长宽高和变量X中的任何一个变量后都能降维成三维空间。

那么我们想,抽去长宽高三个变量中的任意一个变量,再加上变量X,是否还是三维空间?

神奇的是,确实有这样的空间!三维曲面空间。而这个空间存在于黎曼几何中,意不意外!

(三维曲面空间)

在这个三维曲面空间里,我们去除了高这个变量,代之的是曲率!没错,曲率就是二维空间弯曲的程度。曲率具有距离属性,因为它使ow的距离增加。

同样三维空间中由于高度的存在,使的相同点w的ow距离增加。这样我们就可以将曲率理解为变量X!

我们可以直观的看到曲面空间里ow的距离是大于平面上ow的距离的,也就是说平面上ow的距离沿着法向被拉伸了。

~我们在说空间时,不能先入为主的将所有的空间理解成立体的,因为如果这样,那么你能理解的空间将最多是三维空间~

~当然,你可能在其他地方了解过如何应用弯曲,来将二维空间变成三维空间,感兴趣的可以在头条搜索这一类方式~

为了通俗易懂,这里就不求ow之间的距离了,感兴趣的也可以求解后评论。总之,大家可以借助曲率来了解高维空间。

四维空间,既高维空间

接上文,我们了解到曲率是空间的一个变量,三维空间的三个维度加曲率这一维度就升级成了四维空间,那么我们怎么来理解曲率作为空间中的变量形式?

在三维曲面空间中,曲率这个变量的代入使ow的距离被拉伸,他是二维空间弯曲得来的,那么三维空间弯曲会怎样?没错,就会变成四维空间,一个真真切切的四维空间!

那么曲率在四维空间中是怎样表现的?既然三维曲面空间中ow距离会被拉伸,则四维空间中ow距离也会因为曲率的存在而而出现类似拉伸现象,可以叫这个曲率为空间曲率或空间密度。

~准确而简单的说:四维空间是三维空间的扩张,也可压缩,压缩是扩张的特殊表现形式~

(能形成这么强大的引力场,使空间扭曲这么严重,恐怕只有黑洞周围才有) 这种扩张不同于常识中的体积变大,是体积不变的前提下,空间密度变化的现象。 四维空间的表现及可能的应用

接上文,既然知道四维空间是空间密度变化的表现,那么我们有没有观测到四维空间的存在呢?

有的,引力场的存在可以扭曲空间,使空间密度变大,尺度变小,周围运动物体质量增加,时间变慢。

(地球周围引力场,既空间密度示意图,卫星受空间密度影响,在圆形轨道运动)

大质量星体产生的引力场,可以导致周围空间中空间密度发生间接可观的线性变化,离该大质量物体越近则空间密度越大,形成空间塌陷,反之越小。

(星体周围空间密度的变化)

图中表现引力,既表现空间密度的网格如果像上一幅图片的网格,就会很准确啦。

~地球只是一直向前走,不知道太阳把他的路画成了圆~

所以有人说引力是可以穿透各个维度空间而不变,因为引力就是空间密度变化的表现。

那么掌握四维空间可以做什么,那多了!

(曲速引擎的空间理解) 想想完全掌握三维空间的人类能做什么?可以按人类意愿自由排列、组合、分离、改造物质。

(托克马克,试想约束等离子体的不是磁场,而是引力!) 掌握了四维空间就意味着掌握了引力,就意味着掌握了空间变化,掌握了时间快慢,掌握了能量到质量的变化。

(戴森球)

这能做什么?最典型的曲速引擎可能做到吧!可控核聚变可以实现吧!在拥有戴森球的前提下可以产生物质,并自由排列组合改造人类想要的东西吧!这是什么?星际航行的前提吗!

想要更深理解四维空间可以参考我先前的文章,记得关注点赞哦(´-ω-`)


大南炎


站在普通人的角度,难点就在于,我们对于不能亲身体验的事情,总是不太信服。

什么是三维空间?长宽高三维,不管哪一维,都可以确确实实的体验,而且可以反反复复来来回回的体验。

跑步、爬山,跳高,跳远等等,生活中无时无刻都可以体会三维的维度,但是对第四维,却无法反复验证。

比如,我们常说时间是第四维度,但是日常中却无法反复验证,你到了五十岁,就没有办法再回到三十岁去体验。

但是对于长宽高,这个三个维度来说却可以,我们爬山,可以爬五米,也可以爬十米,还可以返回来继续爬五米,不会出现爬到十米,就无法体会五米的现象,所以对高度有亲身体验,就比较信服,甚至成为常识。

当然,第四维不一定是时间,但是不管是什么,我们普通人很那有直观的感受,所以很难理解。


职业开矿人


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,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,是因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。

从广义上讲:维度是事物“有联系”的抽象概念的数量,“有联系”的抽象概念指的是由两个抽象概念联系而成的抽象概念,如面积。所以四维就是四个有联系的抽象概念组成的,第四个抽象概念是实时间,第四联系值为速度。

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, 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。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。


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宇宙仅有且唯有“四维”,时间和空间通过物质而联系,时间和空间不可分割,物质具有时间和空间,“维度”是宇宙的架构,物质是存在于宇宙架构内的实体,宇宙仅有且唯有,由物质、时间和空间三足鼎立构成,因此宇宙的“维度”仅有且唯有“四维”,也充分证明宇宙无边无际、无始无终、永恒不灭。

建立宇宙“四维”坐标系(x,y,z,t),坐标原点设在宇宙最大质量星体相对静止的部分上,其他次小质量的星体对最大质量星体运动状态的影响微乎其微,完全可以忽略不计,因此宇宙中任何具体物质的任何一个点,在每一时刻都是确定、具体的,具有确定的坐标值(x,y,z,t),相当于在空间坐标系中,增加一维取任意方向、任意原点的时间数轴,它完全随时表达任意物质在宇宙中的位置和时间,由于最大质量星体都是随时存在一定期间的,因此宇宙“四维”坐标系随时存在。


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我们现在理解四维空间最难太多太多了 首先大部分人只听说过十维空间这个词 连一点点的关于四维空间的理念都没有 小编有幸来给大家讲解一下 看完这篇文章保证您对四维空间有重新的理解 小编会以最通俗易懂的语言为您释疑

首先维度是一种度量 我们的世界是三维空间 我们的维度就是 长 宽 高 在第4维度比我们多个维度 这个维度就是时间 时间在我们时间是看不见 也控制不了的 在四维空间就能“看见并控制” 当然这种看见和改变和我们能看见水并能控制水的走向不是一种概念!

接下来让我们来看看四维空间是什么概念!

维度有 零维 一维 二维 三维 四维 ……

零维就是一个无限小的点 无限个点汇成了一条线 这条线就是一维 无限的线汇成一个面这就是二维 无限的面汇成一起就是我们的空间 三维

重点来了! 重点来了!

我们从任何三维的东西的一面 就是它的侧面 侧面看过去 我们就只能看到一个面 这个面就是二维 我们再从这个二维的侧面看过去 我们就能看到一条线 这条线就是一维 我们再从这一维的侧面看过去 就能看到一个点 这个点就是零维 明白了吧!

按着这个规律 我们从四维的侧面看过去 就是我们的三维空间 我们的三维空间就是四维空间的一个“侧面” 三维空间就是四维空间一种随处可见的“东西” 就比如我们三维空间里 一条绳子 一根头发 就是一维空间 手机屏幕 电视屏幕 我们看的书 就是二维空间 就是这些随处可见的东西 只不过在三维空间里 他们都变成了 三维的东西

在四维空间里 我们的三维和我们三维空间里的电视屏幕 头发丝一样随处可见 只是组成四维空间的一些东西!

而且随着维度越高侧面也就越多 需要的组成的“无限”也就越多 我们可以从一维 一条线的两头 这两头就是一维的侧面 看到零维 从二维看一维就有4个侧面 从三维看二维就有6个侧面 从四维看三维估计至少能有8个侧面

四维比我们多个度量 就是时间 他们不受时间控制 我们理解不了能改变时间会是什么样子的 就像二维空间的生物理解不了 什么是高一样 因为维度虽然很密切 但是不相连的 我们的空间不存在四维空间的东西的

还有一点 小编觉得四维空间和梦境很像 你在梦里梦到的事物是不是能360度的看见? 而且你在做梦的时候就像是从四维空间的一个侧面看三维世界 仿佛你是一个在天上的旁观者 拥有上帝视角 甚至能看到自己在前面走路 看到自己的后脑勺 并且你在做梦的时候对时间是没有概念的 就像是摆脱的时间的控制 你在梦里不知道自己已经的肉身已经过了多久了 有时你觉得才过了10几分钟醒来就到天亮了 但你觉得你过了十几分钟是你醒来对比三维世界里的时间 对你做梦时长的感觉 在梦里你不会感觉时间在流逝 时间有多久 所以你也不会感觉时间对你有什么影响 !

所以小编从这条思维上有个更大胆的想法: 根据能量只会传导 不会消失这一定律 思想也是一种能量 这种能量也可以被称为“灵魂”小编觉得“灵魂”是存在的 你一生中所学习的知识 经验 喜怒哀乐 都在你的“灵魂”里保存 “灵魂”会在我们的三维世界里消失 但它不会灭亡 每个人的灵魂都是独立的 当人死去的时候 肉体已经不重要了 最重要的就是灵魂 当人死去的时候 你的思想才会真正成为灵魂并永不消亡 如果梦境真的是四维到三维空间的连接 那么人死后就会到达四维空间 灵魂既然是永生的 那当然不会存在时间限制一说 因为你的灵魂里都是你经历过的东西 你可以根据时间顺序查看 也就是你可以在自己的世界里控制时间 在四维空间里 人不会像在三维空间里成群结队 群居生活 每一个四维空间只有一个灵魂 也可以说一个灵魂有他自己的四维空间 他们并不孤独 因为四维空间与四维空间是可以相同的 但不一定像是我们串门走亲戚那样 所以人真正的意义并不是肉体 而是“灵魂” 除了灵魂 我想不出三维空间能以什么样的方式不受时间控制 而且能控制时间的方式在四维空间里存在!


启辰亦念


四维世界是没有时间没有距离的。就像我们的梦中一样,四维世界应该是灵魂的空间。在四维世界想见的人都能见到。想做的事都能做到,总之是我们三维世界的思维无法理解和想象的。


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