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空间维

王朝百科·作者佚名  2009-12-17  
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空间维

【简介】定义:“维”是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维时空。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,打个比喻:一个智能生物生活在我们周围,但只能理解二维,那它就处在二维世界了吗?但在它们周围的我们却分明认为是三维,双方都是智能生物,谁对谁错? 因为人的眼睛只能看到三维,所以三维以上很难解释。正如一个智力正常,先天没有一只眼睛,一只耳朵的人(太悲哀了.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.

因为,人类只能理解到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,目前仍在建立的膜理论,认为世界是11维的。

比喻:我们把一个边长为2的正方形划分成4个小正方形,每个小正方形里作一个内切圆,然后在原来的大正方形中间作一个同时外切于这4个圆的小圆

空间维

(红色标注)。我们把这个小圆叫做“中心圆”。你怎么来求这个中心圆的半径?

仔细观察其中一个小正方形,思路就出来了:红色的中心圆变成了一个90度扇形,它的中心位于单位正方形的一角,并且外切于直径为1的圆。可以看到扇形半径加上圆的半径等于单位正方形对角线的一半,这样我们就得出,中心圆的半径等于(sqrt(2)-1)/2。(sqrt为开根号函数)

对于一个立方体同样如此。我们把立方体切成8个小立方体,得到的8个球体中间夹住的那个中心球半径就应该为(sqrt(3)-1)/2。你会发现一个惊人的事实,在超立方体中,位于16个四维球体间的中心球半径为(sqrt(4)-1)/2 = 1/2,它竟然与那16个小球一样大。真正可怕的事情发生在九维立方体中,此时的九维中心球半径为(sqrt(9)-1)/2 = 1,竟然内切于最初的九维立方体!而到了十维空间后,中心球的直径将超过十维立方体的边长,这个中心球将突破立方体的边界!被围在里面的中心球居然比原来的N维立方体还大,这显然违反了大多数人的直觉。科幻小说中把对十维空间的感知能力作为文明发达程度的标准,除了一些相关的宇宙模型外,这可能也是其中一个原因吧。

一个简单的说法:N维就是N条直线两两垂直所形成的空间;我们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

【多维】零维没有长宽高,单纯的一个点,如奇点。

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。客观存在的现实空间就是三维空间,具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念,是在三维空间基础上所作的科学抽象。

四维一个时空的概念 日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指阿尔伯特·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。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。根据阿尔伯特·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。

五维它是由无数个四维空间根据某一轴线集合而成的。黑洞现象就是五维的表现。一个五维空间的物体,应该是跨越不同时间轴线的。在任意一个时间轴线上我们只能观察到它的一部分。

六维空间的存在是证实“超弦理论”的主要方面。六维空间可以接纳任何可能的形状,而且都与其自身的世界相一致,具有其自身的物理学规律。

七维是因温度产生热至爆炸而生“电”

八维现在物理学界公认的理论是八维空间,分为X维(物体的长)、Y维(物体的宽)、Z维(物体的高)、时间维、重力维、电磁力维、万有引力维、万有斥力维

一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间(因为有了时间)。

 
 
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