“一维是线,二维是面,三维是立体空间,四维是弯曲空间就是宇宙,当然这只是一种说法,并不是说第四维空间就是宇宙。宇宙的概念很广,他无边无际,像一个摸不着的袋子。宇宙里存在着许多的平行时空,而第七度空间便是时空之一。”黄宇新解释完黄道十二宫又开始解释四维空间了,“在物理学中描述某一变化着的事件时所必须的变化的参数,这个参数就叫做维。几个参数就是几个维。比如描述“门“的位置就只需要角度,所以是一维的而不是二维。
简单地说:零维是点,没有长度、高度及数量。一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有其中的宽度、高度。二维是由无数的线组成的面,有长度、宽度没有高度。三维是由无数的面组成的体,有长度、高度、数量。
因为人的眼睛只能看到三维,所以四维以上很难解释。正如一个智力正常,先天只有一只眼睛,一只耳朵的人这样就没有双眼效应,双耳效应,他就很难理解距离了,他很可能认为这个世界是2维的。
一个简单的说法:n维就是2个以上的n1维物体垂直所形成的空间。
因为,人类只能理解3维,所以后面的维度可以通过数学理论构建,但要仔细理解就很难。在量子力学,仍在建立的弦理论,认为世界是11维的。十维空间一维时间
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minkowskispace这个概念的误解,而为什么这个误解这么广泛呢很简单,无数科幻甚至于科普读物刻意去硬生生地套用了这么一个东西,造成广泛的读者影响。其中这个里面涉及到了一组四维矢量场。
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:
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,第四维穿过三位这个本质多面体,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。
有些人有点纠结于“时空“这个说法,其实,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,现在更多在避开这种本初定义,时空可能收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。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。假如要将一个二维扁片人关起来,只消用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈。
现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”。我们只需从第三个方向即从表示高度的那跟轴的方向,将二维人从圈中取出,再放回二维空间的其他地方即可。
在我们看来,这是一件简单的事,但在二维扁片人的眼里,却无疑是不可思议的:一个人明明被关在圈内,怎么会忽然消失不见,然后就出现在另一个地方
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。
下面再做一个试验:将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网,将之张平,我们可以将之近似看做是二维平面,然后将一个小球放在网上,橡皮网在小球的重力作用下凹陷,这就形成了三维空间。
但从空间的内部去观察这个空间,却往往是看不清的,那些二维扁片人并未必意识到他们所生活的空间已经发生了扭曲。当他们从平面来到这个凹陷处,并且这个凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度时,二维扁片人也可能自由来往于三维空间。
这个引起空间扭曲的小球在我们三维世界的例子就是洞。洞事实上是存在于四维空间的一种现象,或者说,洞是连接三维世界与四维空间的通道当然在下绝不是说“如果谁要去四维空间,就请往洞走”,那样只会“死无全尸”而已o。我们有可能通过对洞的深入研究,找到克服四维空间的办法,那样的话,瓦普跳跃飞行就不再是梦想了。
现在科学家已经证实,洞的存在确实会令周围的空间极度扭曲。根据广义相对论,光线在正常的空间里以直线传播,但当空间扭曲时,光线会随着空间扭曲的方向而扭曲。如果能给一束射进洞的光线拍照的话,我们就会发现,光线呈螺旋形指向洞中心,因为洞的巨大质量已使周围的空间扭曲得不成形了。
但事实上,这样的照片是拍不出来的。因为洞连光线也吸收,我们根本无法通过肉眼看见它,又如何能拍下照片当然在下指的是普通光学照片,如果是射电天文望远镜,说不定能拍到这奇异的场景”