四维空间是个什么样的概念?

作者&投稿:舒畅 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。
根据爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行,你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一。
【解析四维空间】
什么是四维?现在的说法是三维空间加上时间这一维,构成所谓的四维空间。然而,这种说法是一击即破的。为什么?
我们可以从二维来考虑。一个二维生物(如果有的话),他们考虑所谓的三维空间绝对和我们的三维空间不同——他们会把时间作为第三维,因为他们无法感受这一维的存在。同样,我们现在也走进了这个误区,把时间算做第四维。可能四维生物看到我们在宣扬这种思想时,也在为我们叹息。那么时间算不算一维?在我看来,时间应该是一维,即在多维生物本身的维度之外再加一维,构成新的N+1维空间,而且这样也有助于帮我们解决一些问题,也可以使我们对比三维维度更高的空间加深认识。
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,左右运动的时间和前后运动的时间。当然,划分方法是多样的,这就构成了时间的多样性,至于如何去划分,这就要由不同的情况而定。一部分时间对应一段空间。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,是以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。
让我们看看科学上的说法:低维是空间上读缺陷,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纬度空间,我们也可以认为,低维之所以比高维低级,是因为它们存在时间上的缺陷,它们无法在时间范畴内感受高维的存在。所以,我们要去了解低维或者高维,先要知道它们存在的时间范围。高维与低维之间可以实现转化,道理是很简单的,只要加入或者去掉一个时间单位就可以了。然而说起来很容易,做起来却很复杂,我们对时间的概念都是如此模糊,要想在空间范围类实现时间的转化就更困难。
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。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。
【物理世界的四维空间】
在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义。
四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知。我在一个帖子上说过一个例子,一把尺子在三维空间里(不含时间)转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种“此消彼长”的关系。
四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大。在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑。
在狭义相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系


从一维空间到十二维空间,太深奥了,你看得懂吗?
1、一维空间:只有一条线内的点所组成的空间,它只有长度,没有宽度和高度,只能向两边无限延展。2、二维空间:仅由宽度→水平线和高度→垂直线(在几何学中为X轴和Y轴)两个要素所组成的平面空间,只在平面延伸扩展,同时也是美术上的一个术语,例如绘画便是要将三维空间的事物,用二维空间来展现。...

什么是一维空间,二维空间,三维空间,四维空间和五维空间?
一维指的是直线。二维指的是指平面。三维指的是立体空间。四维指的是维度。五维指的是时间一维、层次一维、传统三维空间统一的空间。一维空间中的物体,只有长度,没有宽度和高度。打一个比方,我们要把一个一维的物体(实际上就是一条线段)关起来,只需要在它的两端各加一个点就可以了。直线上有无...

四维空间,五维空间,六维空间,分别是什么样的?
四维空间:三维空间的基础上加上时间这个维度;五维空间:把四维空间的时间轴叠加成时间面;六维空间:五维基础上引入引力。说六维前,先掌握十字切分,以五维空间为例。五维空间是多个科学上称为平行宇宙的集合,多个空间的不同时间轴独立做着不一样的事。平行时间轴切割会发现能切出多个平行世界。垂直切...

十分复杂的纬度空间是怎样的,一维到十维都是怎样的?
从数学的角度看待维度空间,0维空间只是个点,奇点就是这样的点;一维空间是方向;二维空间是平面世界,三维空间是立体世界,具有长宽高,我们存在的世界是三维空间的具象化的具体表现。人类对空间学说,是从一维到三维的过程。三维空间之上的四维空间是什么?普通人看来,四维空间在三维空间中,加入了时间,...

一维,二维,三维,四维空间怎么区分?
1、一维空间的定义:一维空间是指只由一条线内的点所组成的空间,它只有长度,没有宽度和高度,只能向两边无限延展。2、二维空间的定义:二维空间是指仅由长度和宽度(在几何学中为X轴和Y轴)两个要素所组成的平面空间,只向所在平面延伸扩展。3、三维空间的定义:三维空间,日常生活中可指由长、宽...

三维空间到底是个什么样子的
四维空间是三维加上时间。比如在现在的肥皂和两分钟以后的肥皂。你所看到的电脑屏幕只有长和宽,所以是二维的;而你的主机箱有长宽高,所以是三维的。点是零维,线是一维,面是二维,体是三维。因为人是三维的东西,所以再往上加的维度就只能靠你自己想像了。我们所在的宇宙是十维的空间加上一个时间...

维度空间是什么,怎么解释
“维”是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维空间。现在科学家的理论认为整个宇宙是十一维的,只是人类的理解只能理解到3维。零维:没有长宽高,单纯的一个点,即奇点,黑洞也是奇点。一维: 只有长度,即线。二维: 平面世界 只有长宽,即面。三维: 长宽高 立体世界 ...

一维空间到十二维空间是什么
一维空间是指仅由一条线内的点组成的空间,它仅有长度,缺乏宽度和高度,可以向两个方向无限延伸。二维空间则涉及面积的概念,是线的扩展,一个平面上的点构成二维空间。三维空间是我们日常生活中所熟悉的环境,它包括长度、宽度和高度,是时间点在空间中的具体体现。四维空间引入了时间轴的概念,是三维...

一维到十维空间的解释
一维到十维空间的解释如下:1、一维只有长度;二维平面世界只有长宽;三维长宽高立体世界我们肉眼亲身感觉到看到的世界三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。2、四维一个时空的概念日常生活所提及的四维空间,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是...

多维空间是什么样子的
回答:就是这样,一个大的世界,你往左走,是一个世界,往右走,又是一个世界,往前往后都是一个世界,这样多元化的世界就叫多维空间。

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 四维空间是什么概念 -
妫齿爱路: 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)

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 四维空间是什么? -
妫齿爱路: 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成.时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴.

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 什么是四维空间 -
妫齿爱路: 解: 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.

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 四维空间到底是什么? -
妫齿爱路: 首先我不看好,爱因斯坦的时间轴问题,因为这个问题是理所当然的,立体在时间的路上行走,不可逆转,这是事实没有必要做出研究,我所说的四维是空间的解释,并非虚拟的时间, 一维二维我就不说了,你肯定知道,三维就是三个轴(XYZ...

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 四维空间指的是什么? -
妫齿爱路:[答案] 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因...

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 什么是四维空间
妫齿爱路: 三维知道8,就是空间,那四维就是空间加时间,所谓的时空啊! 真的就是这么简单!

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 什么叫四维空间,是什么概念?
妫齿爱路: 四维空间就是指包括时间A和由长X宽Y高Z组成的包括三维空间在内的空间. 俗称的四维空间是指物理学的三维即长、宽、高加上时间轴形成的四维空间,是比较抽象的概念.四维空间是由爱因斯坦提出的,即长、宽、高、时间.时间是特殊的单位,它只会向前发展,不可能返回原来.四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成.时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴.

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 什么是四维空间
妫齿爱路: 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概...

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 四维空间是什么概念?
妫齿爱路: 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概...

红河哈尼族彝族自治州18478767529: 四维空间是什么样的
妫齿爱路: 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概念,人们的宇宙是由时间和空间构成.时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴.

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