「四維空間」是什麼樣,四維空間到底是什麼樣的?簡單說明,通俗易懂。

2022-02-27 21:25:27 字數 5587 閱讀 1701

1樓:匿名使用者

點動成線,線動成面,面動成體,體已經是我們三維空間中最實際的幾何定義物質。在四維空間中,則有由體動成的四維空間體。

在我們熟悉的三維空間裡,有三對主要方向:上下(高度),南北(緯度),東西(經度)。這三對方向兩兩正交。

從數學方面講,它們在三條不同的座標軸x、y、z上,計算機圖形學中講的深度緩衝指的就是這條z軸,在計算機的二維螢幕上代表深度。

純空間性的四維空間另有一對垂直於其他三個主要方向的主要方向。這一對方向處在另一條同時垂直於x、y、z軸的座標軸上,通常稱作w軸。

四維時空,那麼就是三維的空間再加一維時間,因為在狹義相對論下,他們寫成ds^2=dx^2+dy^2+dz^2-(cdt)^2形式並且具有不變性。也就是說有因果關係的事件,空間和時間不是各自獨立的。

2樓:我是科技戰艦

據科學家猜想 四維空間是三維空間的無限疊加 再加上時間構成 另外四維空間內的生物 將會了解自己所有的發展軌跡 而且超弦理論認為 世界是由10維空間加時間構成 其中七維都蜷縮在蒲朗克微觀尺度上 人如果進入四維空間 就會像克萊因瓶一樣沒有內外

四維空間到底是什麼樣的?簡單說明,通俗易懂。

3樓:不是苦瓜是什麼

四維空間不同於三維空間,四維空間指的是標準歐幾里得空間,可以拓展到n維;四維時空指的是閔可夫斯基空間概念的一種誤解。人類作為三維物體可以理解四維時空(三個空間維度和乙個時間維度)但無法認識以及存在於四維空間,因為人類屬於第三個空間維度生物。通常所說時間是第四維即四維時空下的時間維度。

四維空間的第四維指與x,y,z同一性質的空間維度。然而四維時空並不是標準歐幾里得空間,時間的本質是描述運動的快慢。

通過一維、二維、三維空間的演變,人們提出了關於四維空間的一些猜想。儘管這些猜想現在並不能證明是正確的,但科學理論有很多是由猜想開始的。現今科學理論一般是基於現象總結規律,而關於四維空間的現象沒有足夠準確清晰的認識,或者看到了這種現象卻並沒有想到是四維空間引起的。

可以定義可以度量的都可以有緯度。比如時間、溫度。點、線、面、時間、溫度,構成五維空間也能說的通。

當然也可以定義點線面的拓撲空間為第四維、第五維、第六維以至第n維。這在數學公式推理推導中很容易實現,但現實很難對應和想像。

四維空間的概念也可以通過解析幾何的手段來研究。在那裡我們可以利用代數方程來表示幾何概念。為了利用這個手段進行觀察以導致對四維空間的理解,我們來研究三維空間體系中的三個幾何元素——點、直線和平面的方程。

利用笛卡爾系統表示,我們可以寫出:

點的方程:ax + b = 0 (座標系:直線上的乙個點)。

直線的方程:ax + by + c = 0 (座標系:平面上的兩條正交直線)。

平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (座標系:三維空間的三個互相垂直的平面)。

從上面的研究我們可以看出:

所表示的每乙個幾何元素(或空間)的方程中的變數數目,等於這個空間的維數加1。

座標系中的幾何元素與被表示的幾何空間的幾何元素的維數相同。

在這個座標系中,幾何元素的數目等於被表示的空間的維數加1。在座標系中,幾何元素的這個數目是最低要求。

用來表示幾何元素的座標系,位於比它所含有的幾何元素高一維的空間裡。

根據上述觀察,我們可以寫出三維空間的下述方程。應當注意:這個方程有四個變數(x、y、z、u)。

ax + by + cz + du + e = 0

根據這公式我們可以斷定:

1. 這個座標系的幾何元素有三維,即它們是三維空間。

2. 在這個座標系中有四個三維空間。

3. 這個座標系位於乙個四維空間裡。

4樓:demon陌

給你作乙個比喻,都知道平面空間是二維空間,因為它沒有深度,我們所在的三維空間的東西比如乙個球體穿越二維空間。二維空間的視線都只能感受到球的乙個切面部分,連起來即是乙個小圓圈變大又變小的過程,而我們的三維空間就是四維空間上的乙個切面,我們只能感受它的乙個點所以我們只能感受現在正在發生的事情。

如果你進入了四維空間,你就能看到你從小到老死一切過程,它們都在同一時刻呈現在你眼前。

5樓:為誰為誰為

在物理學中描述物質變化時所需的引數,這個引數就叫做維。幾個引數就是幾個維。比如描述「門」的位置就只需要角度,所以是一維的而不是二維。

簡單地說:零維是點,沒有長度、寬度及高度。一維是由無數的點組成的一條線,只有長度,沒有其中的寬度、高度。

二維是由無數的線組成的面,有長度、寬度沒有高度。三維是由無數的面組成的體,有長度、寬度、高度。

從廣義上講:維度是事物「有聯絡」的抽象概念的數量,「有聯絡」的抽象概念指的是由兩個抽象概念聯絡而成的抽象概念,如面積。所以四維就是四個有聯絡的抽象概念組成的,第四個抽象概念是實時間,第四聯絡值為速度。

擴充套件資料:

四維空間的概念也可以通過解析幾何的手段來研究。在那裡我們可以利用代數方程來表示幾何概念。為了利用這個手段進行觀察以導致對四維空間的理解,我們來研究三維空間體系中的三個幾何元素——點、直線和平面的方程。

利用笛卡爾系統表示,我們可以寫出:

點的方程:ax + b = 0 (座標系:直線上的乙個點)。

直線的方程:ax + by + c = 0 (座標系:平面上的兩條正交直線)。

平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (座標系:三維空間的三個互相垂直的平面)。

從上面的研究我們可以看出:

所表示的每乙個幾何元素(或空間)的方程中的變數數目,等於這個空間的維數加1。

座標系中的幾何元素與被表示的幾何空間的幾何元素的維數相同。

在這個座標系中,幾何元素的數目等於被表示的空間的維數加1。在座標系中,幾何元素的這個數目是最低要求。

用來表示幾何元素的座標系,位於比它所含有的幾何元素高一維的空間裡。

根據上述觀察,我們可以寫出三維空間的下述方程。應當注意:這個方程有四個變數(x、y、z、u)。

ax + by + cz + du + e = 0

根據這公式我們可以斷定:

1. 這個座標系的幾何元素有三維,即它們是三維空間。

2. 在這個座標系中有四個三維空間。

3. 這個座標系位於乙個四維空間裡。

我們對於四維空間乃至更高空間的研究,不是通過實驗總結的方式,在現實中我們很難發現並推導出它們的一般規律,對於這些問題,我們可以採取一種新的研究方式。即:純概念的研究。

通過這種方式,我們可以容易的推導出這些很重要但在現實中不易想象的新內容。

6樓:匿名使用者

四維空間指的是乙個有四個空間維度的空間。

簡單地說:零維是點,沒有長、寬、高。一維是由無數的點組成的一條線,只有長度,沒有寬、高。

二維是由無數的線組成的面,有長、寬沒有高。三維是由無數的面組成的體,有長寬高。維可以理解成方向。

因為人的眼睛只能看到三維,所以四維以上很難解釋。正如乙個智力正常,先天只有乙隻眼睛,乙隻耳朵的人(這樣就沒有雙眼效應,雙耳效應),他就很難理解距離了,他很可能認為這個世界是2維的。

乙個簡單的說法:n維就是2個以上的n-1維物體垂直所形成的空間。

因為,人類只能理解3維,所以後面的維度可以通過數學理論構建,但要仔細理解就很難。在量子力學,仍在建立的弦理論,認為世界是11維的。(十維空間+一維時間)

7樓:圍城大作戰花花

四維或多維可能是在兩個互相連線的空心圓環,我們或許處在空心圓環的連線處!

8樓:匿名使用者

比方說乙個面我們稱為二維的

乙個立體空間,比如正方體之類的,我們稱為三維空間

四維空間就是在三維空間基礎上再加乙個維度呀,想象一下

9樓:z¤亮亮娃

零維是點,可以理解為無限微小的點,由點組成線就是一維,線組成面是二維,面組成的立體是三維,比如我們生活中的所有物體,物品,建築甚至我們人體等等,在三維的基礎上加上時間,以時間為單位基礎,而不停的變化,就是四維空間,也就是我們所生活的世界

10樓:喵喵喵喵噠

三維立體加上時間這個緯度!夠簡單嗎

11樓:陳飛楊陽

乙個立體的東西在時間軸上移動

12樓:匿名使用者

問出這個問題,需要有很大的智慧型啊!另外分少了點啊!

四維空間是什麼樣子?

13樓:暖心

什麼是四維空間冷知識科普.mp4

14樓:我是科技戰艦

據科學家猜來

想 四維空間是源三維空間的無限bai疊加 再加上時間構成 另外四維du空間內的生物zhi 將會了解自dao己所有的發展軌跡 而且超弦理論認為 世界是由10維空間加時間構成 其中七維都蜷縮在蒲朗克微觀尺度上 人如果進入四維空間 就會像克萊因瓶一樣沒有內外

15樓:費炫仲孫良材

x,y,z,t軸,空間橫軸縱軸豎軸,時間軸

16樓:姜易寒正雅

你站哪時間一秒一秒過了

什麼感覺?

三維空間+時間就是四維空間

17樓:亓錦歸丹丹

乙個沒有時間概念的空間,你想去哪兒只要一想(不用時間)就到了。在那裡時間靜止,你可以長生。

18樓:寸翎第惜萍

~~就是比3維空間多乙個時間軸

19樓:馬堂登孤丹

超360度…在乙個空間裡就像同時存在很多空間裡。

20樓:望揚興巧蕊

根據愛因斯坦的相對論的描述,我們生活所處的

空間是三維空間,加上回時間就構成四維空答

間。由於我們在地球上感覺不到的時間相對的快慢,所以不能感覺到四維空間的存在。如果離開地球,換乙個參考係,就能明顯的感覺到四維空間的存在

21樓:實習奧特曼

其實我們就生活在四度空間,不過周遭空間太平直,感覺不到而已。

22樓:翾者·飛也

對於維度這個概念來說

,它既是抽象的,又是人為定義的。一般來說三維內空間的三個維度,可以容表示乙個質點的運動。而第四個維度也是人為加上去的,它可以是時間。

而在熱力學中,維度則用來計算分子運動的能量,它是純運動物理量。三個維度表示空間運動,第四個緯度可以用來表示某個方向的旋轉,等等。

23樓:匿名使用者

在乙個空間裡可以有無數個三維空間交叉並存.並不存在時間的概念.並且一旦進入四維空間,基本上就不可能再回到來.

我在一本權威雜誌上看過.天文學家很多都同意了說黑洞裡面就是乙個四維空間.

我只知道這些了.

24樓:閔瑛萇風

根據愛因斯坦相對論所說:我們生活中所面對的三維空間加上時間專構成所謂四維空間。由屬於我們在地球上所感覺到的時間很慢,所以不會明顯的感覺到四維空間的存在,但一旦登上宇宙飛船或到達宇宙之中,使本身所在參照系的速度開始變快或開始接近光速時,我們能對比的找到時間的變化。

如果你在時速接近光速的飛船裡航行,你的生命會比在地球上的人要長很多。這裡有一種勢場所在,物質的能量會隨著速度的改變而改變。所以時間的變化及對比是以物質的速度為參照系的。

這就是時間為什麼是四維空間的要素之一。

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