四维空间到底是什么样的?简单说明,通俗易懂。

2024年12月05日 07:19
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网友(1):

四维空间不同于三维空间,四维空间指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识以及存在于四维空间,因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。

通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。

可以定义可以度量的都可以有纬度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度,构成五维空间也能说的通。

当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现,但现实很难对应和想像。

扩展资料

四维空间的概念也可以通过解析几何的手段来研究。在那里我们可以利用代数方程来表示几何概念。为了利用这个手段进行观察以导致对四维空间的理解,我们来研究三维空间体系中的三个几何元素——点、直线和平面的方程。利用笛卡尔系统表示,我们可以写出:

点的方程:ax + b = 0 (坐标系:直线上的一个点)。

直线的方程:ax + by + c = 0 (坐标系:平面上的两条正交直线)。

平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (坐标系:三维空间的三个互相垂直的平面)。

从上面的研究我们可以看出:

所表示的每一个几何元素(或空间)的方程中的变量数目,等于这个空间的维数加1。

坐标系中的几何元素与被表示的几何空间的几何元素的维数相同。

在这个坐标系中,几何元素的数目等于被表示的空间的维数加1。在坐标系中,几何元素的这个数目是最低要求。

用来表示几何元素的坐标系,位于比它所含有的几何元素高一维的空间里。

根据上述观察,我们可以写出三维空间的下述方程。应当注意:这个方程有四个变量(x、y、z、u)。

ax + by + cz + du + e = 0

根据这公式我们可以断定:

1. 这个坐标系的几何元素有三维,即它们是三维空间。

2. 在这个坐标系中有四个三维空间。

3. 这个坐标系位于一个四维空间里。

参考资料:百度百科-四维空间

网友(2):

给你作一个比喻,都知道平面空间是二维空间,因为它没有深度,我们所在的三维空间的东西比如一个球体穿越二维空间。二维空间的视线都只能感受到球的一个切面部分,连起来即是一个小圆圈变大又变小的过程,而我们的三维空间就是四维空间上的一个切面,我们只能感受它的一个点所以我们只能感受现在正在发生的事情。

如果你进入了四维空间,你就能看到你从小到老死一切过程,它们都在同一时刻呈现在你眼前。

扩展资料:

四维空间不同于三维空间,四维空间指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识以及存在于四维空间,因为人类属于第三个空间维度生物。

通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。

通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。

可以定义可以度量的都可以有纬度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度,构成五维空间也能说的通。

当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现,但现实很难对应和想像。

参考资料:百度百科-四维空间

网友(3):

在物理学中描述物质变化时所需的参数,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、宽度及高度。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、宽度、高度。

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。

扩展资料:

四维空间的概念也可以通过解析几何的手段来研究。在那里我们可以利用代数方程来表示几何概念。为了利用这个手段进行观察以导致对四维空间的理解,我们来研究三维空间体系中的三个几何元素——点、直线和平面的方程。利用笛卡尔系统表示,我们可以写出:

点的方程:ax + b = 0 (坐标系:直线上的一个点)。

直线的方程:ax + by + c = 0 (坐标系:平面上的两条正交直线)。

平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (坐标系:三维空间的三个互相垂直的平面)。

从上面的研究我们可以看出:

所表示的每一个几何元素(或空间)的方程中的变量数目,等于这个空间的维数加1。

坐标系中的几何元素与被表示的几何空间的几何元素的维数相同。

在这个坐标系中,几何元素的数目等于被表示的空间的维数加1。在坐标系中,几何元素的这个数目是最低要求。

用来表示几何元素的坐标系,位于比它所含有的几何元素高一维的空间里。

根据上述观察,我们可以写出三维空间的下述方程。应当注意:这个方程有四个变量(x、y、z、u)。

ax + by + cz + du + e = 0

根据这公式我们可以断定:

1. 这个坐标系的几何元素有三维,即它们是三维空间。

2. 在这个坐标系中有四个三维空间。

3. 这个坐标系位于一个四维空间里。

我们对于四维空间乃至更高空间的研究,不是通过实验总结的方式,在现实中我们很难发现并推导出它们的一般规律,对于这些问题,我们可以采取一种新的研究方式。即:纯概念的研究。通过这种方式,我们可以容易的推导出这些很重要但在现实中不易想象的新内容。

参考资料:百度百科-四维空间

网友(4):

四维空间指的是一个有四个空间维度的空间。

简单地说:零维是点,没有长、宽、高。一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有宽、高。二维是由无数的线组成的面,有长、宽没有高。三维是由无数的面组成的体,有长宽高。维可以理解成方向。

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N-1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)

网友(5):

零维是点,可以理解为无限微小的点,由点组成线就是一维,线组成面是二维,面组成的立体是三维,比如我们生活中的所有物体,物品,建筑甚至我们人体等等,在三维的基础上加上时间,以时间为单位基础,而不停的变化,就是四维空间,也就是我们所生活的世界