為什麼人類無法想象和理解四維空間

2022-02-22 14:03:56 字數 5034 閱讀 2055

1樓:匿名使用者

當空間跨度及精度要求達到一定程度以後,你就會發現三維座標不夠用的了,需要增加維數。

舉個例子:你在房間裡,建一個三維座標系,你不會覺的有問題,你可以用這個座標定位家裡的所有位置,甚至擴來,在整個小區也沒問題。

已知:你家地板是水平的,牆是豎直的,但是水平面是個球面,那麼請問你剛才建的座標系x軸是直的還是彎的?你說是直的,那麼你家房子就是個異形的,地板就是不平的。

你說是彎的,兩根垂直於地板的直線本該是平行的,卻相交於地心,你的數學體系崩潰了。

上面的例子還好理解,那麼把地球換成銀河系,房子換成太陽系,我們同樣面臨著座標軸要不要彎的問題。

由於大質量天體會改變光的方向,引起時空扭曲,引起數學上的混亂。比如,兩點間線段最短,但在銀河系,可能是光拐彎跑用時最短,兩平行的直線,相交於銀心……這就需要增維數來定義。沒有大家想像的那個高深。

最後出個思考題。如何畫一個三個角都是直角的三角形?(提示,平面幾何是畫不出的)

2樓:夜遊神

因為只有高緯度的才能想象和理解低緯度的,甚至是創造低緯度的事物,我們是三維度生物,知道二維度是什麼樣的,二維度只有平面沒有立體,身處二維度的生物如何能想象到立體這樣的形狀?他們能想象到無數個他們疊加在一起就成了三維度嗎?就如我們,妄想去想象理解四維度,當然也不是不可以類推,因為前面有了一維二維當作例子,一維度是一個點,無數個點結合就成了線,線組成二維度,無數條線的結合成為三維度,也就是立體,一維到二維多出了一個詞「面積」,二維度到三維度多出了一個詞「體積」,三維度到四維度呢?

會多出什麼?下面都是瞎猜:想象一下,無數個三維疊在一起會變成什麼,現在要拋棄面積、體積的概念,因為那是二維三維的產物,只會影響到對維度本質的認識,三維到四維必然是要多出某樣東西的,那會是什麼呢?

四維生物必然是會多出某種特性的,不可能是時間,無數個三維疊加在一起,拋開面積體積的概念,有可能這種生物掌控的是空間,這是不需要靠科技就能掌握的特性,這一步能稱之為無處不在,比如地球到火星只需要一個念頭就能到,四維到五維度倒有可能是掌控時間,能到一步,估計也只有真正的神了,真正的無處不在,貫穿整個時間軸,當然只能控制自身的時間,到這一步估計已經是真正永生不死,如果說五維到六維,當無數個時間軸集結在一起,這個已經無法想象了,大概就是一個人面對多個選擇,當選擇其中一個的時候,那麼其他選擇就排除在外了,這個人也不能知道選擇其他選擇的時候會發生什麼,但六維生物不需要選擇,因為一切選擇在它面前都不是選擇,因為它都選了,結果也都發生了,或許能給六維一個稱呼「命運」,說得很玄幻,但是它或許真的存在,而我們太過渺小,甚至不敢去想象

3樓:匿名使用者

文章中的插圖是一個四維空間的立方體(對於三維空間來說是一個超立方體)在三維空間上的投影圖,所以文章定義的四維空間是三維立體座標加一維時間座標,這是不對的。

4樓:葉落秋染

我得糾正一個誤區。四維空間無法想象,但是能夠被理解。

人類無法想象的東西太多了,舉個高中水平的例子,比如虛數單位i,你儘可以拿尤拉公式和復座標去描述它,但你能想象出一個邊長為i的正方形嗎?完全想象不出來對不對?

一般來說,超出常識外的東西,人類選擇用已掌握的東西去類比,與已有知識的聯絡越多則越容易理解,而一個直觀的影象則會讓新事物看起來更容易想象。而沒有辦法用影象來表達的事物,則會顯得難以想象。

還是舉個例子吧。比如狄利克雷函式。這個函式其實非常好理解,x取有理數時函式值為1,x取無理數時函式值為0。

那麼你可以嘗試著畫一下這個函式的影象?這個函式影象客觀存在,但是實際是畫不出來的。是不是突然有點懵了?

但你肯定能理解這個函式,雖然你還是沒辦法想象這個函式長什麼樣子,因為它客觀畫不出函式影象。

四維空間的難處也正在於此。因為我們生活在一個三維空間,不能夠對四維空間進行觀測,而且也沒有太多既有的經驗告訴我們四維空間的性質,所以對其也就難以想象,畢竟人類的想象力是在於既有經驗的基礎之上的。但是我們絕對能理解四維空間。

我們的**叫數學。四維空間內的每一個點,對應一個矩陣[x,y,z,t],總之解方程就對了,數字不會騙人。我也沒辦法想象邊長為i的正方形到底長啥樣,但我可以算出它的一切性質:

它的面積是-1,它的對角線長是根號2i,想算啥都行。我只是看不見它而已,而看不見本來就是它的性質之一。但它只要實際存在著,就一定能夠被人類所分析理解。

就像電磁場一樣,你沒有辦法想象它究竟長什麼樣子,但這並不妨礙你理解插上路由器的電源就能夠產生電磁場。

5樓:永生集團研究部部長

就像讓牛頓理解e=mc^2,好多公式還沒有發現,能理解嗎?我們連一些三維空間裡的物理定律都沒搞懂,怎麼理解四維空間?就像你只看腳印就能認出一個人一樣困難。

6樓:任佔生

真理是掌握在追求進步的少數人的腦海中,因為人的層次似千層底,以經定好了,不能越界。

7樓:卜懂愛

也許根本就不存在4維,有的東西想的越多越複雜,簡單一點,點,平面,空間,也許空間就是最大值了,沒有什麼比空間還大了,包括宇宙。

8樓:國人愛唱歌

四維空間已時化,但人不能同時存作於過去現實與未來。況且過去只能存記感覺與資訊於腦體心情思中,而對未來更是難以預知覺於現在。

9樓:調皮的搗蛋

一個位面穿越另一個位面所需要的孔洞就是第四維度空間。可能無窮大,也可能無窮小。

10樓:十里棲雲亭

思維就是三維的,所做所學的知識都是三維的,故而對世界的認識就定性為三維的。就如同一隻螞蟻在一個球上走,在他的世界裡球是平面的,而在我們眼裡球是圓形的。

11樓:土靠路

一維~線,九十度垂直一維成二維~面,九十度垂直二維成三位~體,九十度垂直三維成四維~球。

12樓:閃楚

三維是形成空間的基礎,但是四維已經不僅僅是空間了。人本身就是六維甚至更高維度的存在。高維度的存在具有所有低維度的特點和功能。把四維看作空間本身就是個錯誤

13樓:孤月樓主

四維的不再說是空間。因為萬物都在改變,根本無法定格。而能定格就只能算三維及以下的空間。

14樓:沉黙山人

四維即三維物連續運動軌跡的想象,路經多方向向量圖.是動態.

15樓:匿名使用者

因為本來就沒有四維空間,紙片人也是有厚度的。微觀世界看分子原子也是三維

16樓:莫雲居漢

因為還無法確切的計算出三維裡到底有多少個二維面。既然三維形成空間,那必然存在二維空間,而三維空間中到底有多少二維空間至今不知,又如何去理解四維和四維空間呢。

對於三維加時間線就是四維的說法是錯誤的,因為沒有維度的時候,時間就存在。可以這樣理解,有一個系統,我們把它稱作宇宙,但沒有這個系統的時候,時間就已經存在。換句話說,如果你是造物主,你創造可以宇宙,可你存在的時候,時間卻一直流失,或許它比你還要老。

17樓:匿名使用者

維度這個概念是源於二分和等分的認知方式。二分和等分是認知事物的最簡法則,人們用二分和等分的方式來認知時間,時間就二維,用二分和等分方式認知空間,空間就是三維。所謂高緯空間的說法和維度概念是相矛盾的。

一個存在矛盾的概念體無法被自恰的構建,也無法被認知和理解。

18樓:雲橫雲橫

因為四維可能就根本不存在,只是磚家們的yy

19樓:隨風飄舞的雪花

我認為根本就沒有什麼多維度空間,所謂多維空間都是人們憑空想象的,沒有事實依據!

20樓:匿名使用者

不能想象和理解也是你說的,別忘了怎麼怎麼牛逼的人也是三緯的,所以都別說的那麼肯定。你們用點線面體來騙我說幾緯幾緯有意思嗎?從最低的一緯說起,一緯就是一條線對吧!

然後一緯中的東西都是短點的線是吧!線加線成了面,那麼二緯就是一個大面和一些小面,以此類推所謂緯度就是物體在一個空間的表現形式而也,所以說根本沒什麼狗屁緯度和時間,世上有的就只有空間和物體,也可以把空間當成物體,比如房內的空間,地球上的空間,而所謂的時間呢也不過是幾個物體的相互做用而已,比如什麼海枯石爛,滄海桑田等等,就是其實∩多個的物體作用在一個物體上形成的,為什麼食物用真空包裝冷凍之類儲存?就是讓它接觸的物體少點,而不是把時間改變,若把一個物體放在一個沒有其他物體存在的地方(不可能實現)它就永遠不會改變一絲,管它多長時間。

21樓:人之粗性冷淡

想象一下在一直膨脹的氣球上爬的螞蟻。

為什麼人類無法畫出四維空間?

22樓:摯愛慧瑩

四維、三維、二維、一維這些名詞最多的還是在網上看到的,我曾經對於那些解釋也比較相信,但感覺又經不起進一步推敲,藉著這個機會正好說說自己的看法。

時間屬於維度嗎?

這個可以肯定的說,時間不屬於緯度,四維空間並不是三維+時間軸組成,也不要把四維空間和數學中四維模型相混淆,時間是什麼?時間只是人們虛擬出來的一種計量方式,用來表述物體的運動,也就是說,如果整個宇宙包括原子都是靜止的,那麼時間就是靜止的,時間是由物質運動所產生,因此時間旅行是不可能實現。

這裡要補充一點回到過去,是不可能的,但是有可能會到達未來,因為時間是由運動產生,物體的相對速度不同,如果相對速度差別很大,那麼他們所經歷的時間就會相對不同,運動慢的物體時間就會過得比較快,運動快的時間就會過得比較慢,因此運動快的相對於運動慢的就好像是穿越到了未來,這其實就是愛因斯坦相對論。既然時間是不可以回到過去,一直向前,所以就不可能是四維空間的一個維度。反過來說如果是四維空間的一個維度,那麼肯定是可以回到過去的,就像你可以向前走也可以向後走,所以長度是一個維度。

空間只有三維,沒有其它維度

一個點、一條直線、一個平面都是三維的,根本不存在零維、一維、二維,因為構成物質的粒子是三維的,你在一張紙上畫一個點、一條線,包括這張紙都是由基本的粒子構成,當然是三維的了,人只能看到平面的東西,但是可以在大腦中將平面東西轉變為三維,按照這個規律,如果人類要發現四維空間,就必須直接觀察到三維,而且還要取決於人類的大腦能否將三維轉化為四維。

就像色盲無法看清顏色一樣,這是由於身體機能的限制,同樣受制於身體機能的限制,人類只能觀測到所謂的二維影象,無法觀測到三維立體,所以人類是永遠都無法想象出四維空間的,就像畫鬼容易畫人難,去虛構一個大家都沒見過的東西顯而易見是容易的,這也是網上有很多四維空間想象圖的原因。

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