三维空间就是我们存在的空间了 , 这个很好理解 , 就是有长宽高轴 , 也可以叫上下(高度) , 南北(纬度) , 东西(经度) , 这三对方向两两正交成为直角 , 一般把它们称为x、y、z坐标轴 。
四维空间当然不是四维时空 , 而是在三维空间上加上一个额外的空间轴 , 通常称为w轴 , 这个轴垂直于x、y、z轴的坐标轴上 。 这一点很难想象 , 就像一个人有两只手 , 加上一只手加在哪里呢?是背上还是胯下?数学的描述是 , 这个额外的方向在我们所观察到的三维世界的方向以外 。
【三维空间与四维空间有啥区别,如何理解,高维空间真的存在吗?】需要指出的是 , 任何空间都有时间轴 , 因此四维空间实际上就是五维时空 。 因此后面就不赘述时间轴了 , 只从空间角度来阐述 。
四维空间的幻想
因为在我们三维空间 , 无法真正的体验四维空间到底是个什么样子 , 只能说是幻想 。
在我们三维空间 , 要达到空间某一点 , 我们可以通过向前、向后、向上下移动 , 就能实现 , 也就是说需要三个方向量就能达到空间任意一点 。 从某种意义上来说 , 三维空间是无数二维空间堆砌起来的 。
理论上 , 四维空间是无数三维空间堆砌起来的 , 需要往四个不同方向移动 , 才能够到达这个空间中的任意一点 , 这种空间这个就很难理解了 。 关键是除了长宽高 , 也可以说是除了上下、南北、东西等高度、纬度、经度之外 , 还需要沿着一对新的方向移动 , 在我们三维时空来说 , 这个新方向我们不但无法看到 , 也无法想象 。
但硬是有一些人不屈不挠地去想象四维空间是个啥样子 , 比较著名的就是“克莱因瓶”原理 。 这个想象中的瓶子是著名数学家菲利克斯·克莱因在1882年提出的 。
克莱因瓶的结构可以描述为:一个底部有一个洞的瓶子 , 延长瓶子颈部 , 让其扭曲进入瓶子内部 , 并且与底部的洞连接 。 这样这个瓶子就没有内外之分 , 也没有边 , 一只蚂蚁就可以任意爬到瓶子内外每一个位置 。
但实际上 , 在三维世界永远也做不出真正的克莱因瓶 , 在三维世界 , 它毕竟还是有内外之分 , 而且只有在瓶颈与瓶底的连接通道上留孔 , 才能够到达瓶子里面 , 因此它不可能是一个四维空间的物体 。
我对四维空间的理解是 , 我们世界是一个圆球 , 我们生活在圆球里面 , 四维空间是在圆球内外我们无法知道的位置增加的额外维度 , 就像一只看不见的手 , 随时可以从三维空间将我们抓出这个本来封闭的球 , 就像我们抓取二维空间生物一样 , 让我们在球体里突然消失 , 这在我们看来 , 除了魔术 , 只有大神才能够做到 。
科幻大师刘慈欣在其大作《三体》中 , 对四维空间描述的大意是:进入四维空间就像三维空间看待二维世界 , 将那里的生物一览无遗 , 而它们自己是看不到自己的 。 三维空间的我们也无法看到自己内部 , 而四维空间的生物可以看到三维空间的一切 , 前后左右、里里外外、发展变化、过去未来都尽收眼底 , 就连身体里内脏、血流、细胞也清清楚楚 , 没有任何界限 , 可以任意伸手触摸 , 取出 。
而在美国科幻片《星际穿越》中 , 宇航员库珀掉入一个五维时空中 , 高级文明为他构建了一个无数叠加变幻方组成的四维时空 , 在这些方框的不同窗口 , 库珀可以看到自己在地球的女儿从小到大各个时期 , 并通过引力效应与女儿最终达成了沟通 , 传送给了她拯救地球的公式 。
奇妙的是 , 这种沟通早在自己还在地球时就已经发生 , 对一些灵异现象女儿有所察觉 , 只不过还没有沟通上 。 这就说明在五维时空 , 时间没有先后顺序 , 可以截取任意一段 。
库珀的女儿长大后成为世界顶级科学家 , 用库珀从五维世界给她发来的公式 , 让濒临灭绝的人类重焕生机 。 但由于黑洞重力影响 , 库珀在米勒星球1个小时相当地球7年 , 等他回到地球 , 女儿已经老态龙钟进入弥留状态 。
这些就是人类对四维空间的理解 , 靠谱吗?我认为不 , 真正的四维空间是在我们这个世界无法想象的 , 就像二维空间的生物无法想象我们三维空间一样 。
我们世界到底有多少维度?
我们是三维空间四维时空的存在 , 这一点早就已经被人们熟知 。 但有些理论认为 , 宇宙本来是10维的 , 也就是9维空间1维时间 , 但现在这些维度有6维已经蜷缩了 , 缩小到我们看不见的空间里 , 只剩下三维空间一维时间了 。
推荐阅读
- 09年重庆老鸨王紫琦,控制2000多名女子当小姐,15年疯狂榨取1亿
- 对于马来说,马蹄铁是累赘吗?野外的马为何不需要马蹄铁?
- 炉石传说平衡补丁正式公布,哀绿直接砍成四费,这才是真的哀砍翻
- 一座巨大的冰山向海洋倾倒了近 1 万亿吨淡水。影响可能是巨大的
- 2017年河南一公司全是美女,全开奔驰宝马,警察一查真相大为心惊
- 大冬天,天上飘着雪,河北一新郎坐三马车去接亲,新娘说出原因
- 獾是“害兽”还是“益兽”,如何减少獾对农作物的危害?
- 南沙大桥开启“加强版春运”保畅通模式
- “我只卖了几斤野猪肉,就要判刑”?江西男子贩卖野猪肉被判两月
- 仨男子带8只狗猎捕2头野猪,肉没吃成还把自己搭了进去,咋回事?