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这个问题其实很简单 , 就是三维空间有三个维度 , 四维空间在三维上再加一个额外维度 。
但这个维加的是空间维 , 不是时间维 。 有些朋友把四维时空当作四维空间是错误的 , 四维时空就是在三维空间的基础上加上一维时间轴 , 还是属于三维空间 。
我们所处的世界就是四维时空
因为人类在三维空间生活 , 也可以说在四维时空中生活 , 因此对自己的空间很好理解 , 就是我们看到的事物都是立体的 , 有长宽高三个维度 , 而时间轴贯穿其中 , 具有一维向前性 , 也就是不会停顿 , 一去不复返 。
在爱因斯坦的相对论里 , 时空和物质是一体的 , 它们同时诞生 , 同时消亡 , 不会单独存在 。 因为空间是物质的容器 , 没有这个容器就没有物质;而物质是空间的内容 , 没有这个内容 , 就不需要空间;时间是物质在空间中运动变化的度量 , 物质和空间是不断变化的 , 任何事物都是从生到死一直向前的 , 因此 , 没有时间 , 象征着一切都将停顿 , 化为乌有 。
但时间是虚数值 , 只存在于事物的变化里 , 只可意会 , 不可言传 , 但它确确实实的客观存在 。 如果这个世界还有其他不同文明 , 标度时间的方法就可能不一样 , 比如人类将时间分为时分秒、日月年 , 如果存在其他文明则不会这样划分 , 这是时间的主观性质;但世界上存在的一切物质、原子粒子的衰变过程 , 以及自然规律都是一样的 , 就是时间存在的客观性 。
三维空间也就是四维时空 , 是构成我们存在的真实世界最低纬度 , 在这个维度上再加上一维就是四维空间五维时空 。 这种时空是什么样子 , 谁也没看过 , 因此只在数学上的意义 , 人类还无法理解 。
数学对空间的理解
即一个点 , 这个点没有长宽高 , 只是一个虚位置 , 在我们时空中并不真实存在 。 这有点像宇宙大爆炸开始前 , 或者黑洞中心的奇点 , 无限小 , 无法衡量的小;一维就是在两个零维之间的一根连线 , 这根线同样没有体积也没有面积 , 也就是没有长宽高 , 看不见摸不着 。
二维就有了意义 , 就有了一个平面 , 也就是有长和宽两个维度 , 但没有高度(也就是厚度) , 因此如果从平面看 , 可以看到这个二维平面 , 从侧面看就也是没有 。
于是 , 就有一些人想象着二维空间存在的生物 , 它们存在于一个平面 , 自己也是一个没有厚度的平面 , 只要在它们周围画一个圈 , 哪怕这个圈没有任何厚度 , 它们也无法逾越 。 而三维生物(就是我们)却可以轻而易举将它们抓起来 , 丢到圈外 , 这样圈内的二维生物就会觉得同伴莫名其妙地消失了 , 就会膜拜大神 。
因此三维生物就是二维生物的大神 。 事实上二维生物根本看不见同类的样子 , 因为它们看到的只是一个线段 , 无法看到其侧面或后面 。 实际上如果二维生物没有厚度 , 就连线段也看不到 。 还有人臆想 , 二维生物不可能有内脏或消化系统 , 也就是吃进去拉出来的那根肠子 , 因为如果有 , 由于没有厚度 , 这根肠子就会将身体裂为两半 。
还有人把蚂蚁当作为二维生物 。 其实是大错特错的 , 蚂蚁虽小 , 也是有体积的 , 就是细菌也是有三维度量的 。 因此 , 只要是我们这个世界认识到的事物 , 就是一个原子、一个电子、一个光子也是三维物体 。
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