四維空間是宇宙的什麼 或者宇宙是四維空間的什麼 它們之間的聯絡與區別

2022-02-24 05:02:31 字數 4022 閱讀 3148

1樓:匿名使用者

四維空間是一個時空的概念。簡單來說,任何具有四維的空間都可以被稱為「四維空間」。不過,日常生活所提及的「四維空間」,大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的「四維時空」概念。

根據愛因斯坦的概念,我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係,是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又多了一條時間軸,而這條時間的軸是一條虛數值的軸。

十八維:

前三維是位置,存在於空間中;

第四維是速率,存在於時間中;

第五六維是速率指向,存在於(速度)時間方向中;

第七八維是狀態指向,存在於自身形狀對應的空間方向中;

第九維是狀態轉角,存在於自身形狀對應的滾動中;

第十維是自旋速率,存在於滾動時間中;

第十一二維是自旋赤道軸指向,存在於滾動(速度)時間方向中;

第十三維是自旋赤道軸指向漂移速率,存在於滾動變化(加速率)時間方向中;

第十四五維是自旋赤道軸指向漂移速度赤道平面對映方向,存在於滾動變化(加速度)時間方向中;

第十六維是加速率(或受力強度),

第十七八維是加速度(或受力)方向,這仍然是純粹幾何學上的維度,屬於多元幾何學即維度學研究的範疇,這樣的維度不只和 位置(表示一個幾何點在空間中的位置)有關。

在物理自然的實際世界中,情況要複雜得多:進行考察的思維意識客體(對數維)可以融入到世界中,形成透視;也不可能完全沒有大小,因此可能在世界的倍率(指數維)中移動:形成對世界的縮放和變焦;甚至所有系統都可能是粒子化的、運動的、……,所以物理學的維度還可以含有溫度、密度、速度、……等等一切物理量。

參考多維空間、高維空間、18維空間為他們做的全新多角度的定義。

2樓:冬天好睡覺

正如二維圓形可以是三維圓柱的「投影」,我們的三維宇宙正式四維空間的「投影」。

首先,嚴格來說,我們能推論出四維或者更高維度空間的存在,但是你在腦袋中想象不出來,因為咱們的腦袋是三維的。

正如一張紙上的圓形是想象不出圓柱體是個什麼東西一樣。

愛因斯坦說第四維度是時間,

四維空間你可以簡單想象成無數細小的三維空間的時間片段的拼合。

現在的弦理論,m理論猜測和容許了10至11維的存在,那已經是無法想象的概念了。

3樓:匿名使用者

宇宙包含時間 空間 物質 能量 。空間是三維的,時間是一維的,空間時間是宇宙不可分割的一部分。

如果你要說四維空間的話,那麼可這麼說,宇宙是圓的,就像地球。為什麼會這樣呢?萬有引力彎曲了時空,萬有引力也算是一個維度。

什麼是四維空間

4樓:育龍單招網

四維時空是構成真實世界的最低維度,我們的世界恰好是四維,至於高維真實空間,至少現在我們還無法感知。例如:一把尺子在三維空間裡(不含時間)轉動,其長度不變,但旋轉它時,它的各座標值均發生了變化,且座標之間是有聯絡的.

四維時空的意義就是時間是第四維座標,它與空間座標是有聯絡的,也就是說時空是統一的,不可分割的整體,它們是一種「此消彼長」的關係.

四維時空不僅限於此,由質能關係知,質量和能量實際是一回事,質量(或能量)並不是獨立的,而是與運動狀態相關的,比如速度越大,質量越大.在四維時空裡,質量(或能量)實際是四維動量的第四維分量,動量是描述物質運動的量,因此質量與運動狀態有關就是理所當然的了.在四維時空裡,動量和能量實現了統一,稱為能量動量四矢.

另外在四維時空裡還定義了四維速度,四維加速度,四維力,電磁場方程組的四維形式等.值得一提的是,電磁場方程組的四維形式更加完美,完全統一了電和磁,電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述.四維時空的物理定律比三維定律要完美的多,這說明我們的世界的確是四維的.

可以說至少它比牛頓力學要完美的多.至少由它的完美性。

時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空,能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量.這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯絡.在今後論及廣義相對論時我們還會看到,時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯絡.

5樓:手握一把草

有過親身經歷的人都一致同意,置身四維空間的感覺是不可能用語言來描述的,他們甚至斷言,四維感覺是人類迄今為止所遇到的唯一一種絕對不可能用語言描述的事物。

這個類比,其實也只是進一步描述了四維感覺的不可描述。

此時,在莫沃維奇和關一帆的眼前,「藍色空間」號飛船像一幅巨集偉的巨畫舒來。他們可以一直看到艦尾,也可以一直看到艦首。他們能夠看到每一個艙室的內部,也能夠看到艙中每一個封閉容器的內部;可以看到液體在錯綜複雜的管道中流動,看到艦尾核反應堆中核聚變的火球……當然,透視原理仍然起作用,太遠就看不清楚,但一切都能看到。

沒有這種經歷的人在聽他們描述時會產生一個錯誤的印象,感覺他們是「透過」艦體看到所有的一切,事實是他們沒有「透過」什麼,一切的一切都並列在外,就像我們看一張紙上畫的圓圈,能看到圓圈內部,並沒有「透過」什麼。這種是所有層次上的,最難以描述的是固體的,竟然能夠看到固體的內部,比如艙壁或一塊金屬、一塊石頭,能看到它們所有的斷面!他們被視覺資訊的海洋淹沒了,彷彿整個宇宙的所有細節全聚集在周圍色彩斑斕地並列呈現出來。

這時,他們不得不面對一個全新的視覺現象:無限細節。在三維世界裡,人類的視覺面對的是有限細節,一個環境或事物不管多麼複雜,呈現的細節是有限的,只要用足夠的時間依次**,總能把絕大部分細節盡收眼底。

但從四維看三維時,由於三維事物在各個層次上都暴露在四維視野中,原來封閉和被遮擋的一切都平行並列出來。比如一個封閉容器,首先可以看到它內部的物體,而這些內部物體的內部也是可見的,在這無窮層次的暴露並列中,便顯露出無限的細節。在莫沃維奇和關一帆面前的飛船,雖然一切都顯露在眼前,但任何一個小範圍內的一件小東西,比如一隻水杯或一支筆,它們並列出來的細節也是無限的,視覺也接收到無限的資訊,用眼睛看時,窮盡一生也不可能看全它們在四維空間的外形。

當一個物體在所有層次上都暴露在四維時,便產生了一種令人眩暈的深度感,像一個無限巢狀的俄羅斯套娃,這時,「從果核中看到無窮」不再是一個比喻。

莫沃維奇和關一帆也相互看到了對方,還看到了旁邊的褚巖。他們看到的是並列出無限細節的人體,可以看到所有的骨骼和內臟,可以看到骨骼裡的骨髓,可以看到血液在心臟心室間的流動和瓣膜的開閉,與對方對視時,也可以清晰地看到眼球晶狀體的結構……但「並列」這個詞同樣可能引起誤解,人體各部分的物理位置並沒有任何變化,**仍然包裹著內臟和骨骼,每個人在三維世界中的熟悉形象還在,是細節的一部分,與其他無限的細節並列在一起。

當最初的眩暈過去後,莫沃維奇和關一帆又面臨著一個更大的震撼,這個感覺剛才被周圍環境的無限細節所轉移——即對空間本身的感覺,或者說是對三維之外的第四個維度的感覺,後來人們稱之為高維空間感。對於親歷過四維空間的人來說,高維空間感是最難用語言描述的,他們往往試圖這樣說明:我們在三維空間中稱之為廣闊、浩渺的這類東西,會在第四個維度上被無限重複,在那個三維世界中不存在的方向上被無限複製。

他們常常用兩面相對的鏡子來類比:這時在任何一面鏡子中都可以看到被複制的無數面鏡子,一個向深處無限延伸的鏡子長廊,如果作為類比,長廊中的每面鏡子就都是一個三維空間。或者說:

人們在三維世界中看到的廣闊浩渺,其實只是真正的廣闊浩渺的一個橫斷面。描述高維空間感的難處在於,置身於四維空間中的人們看到的空間也是均勻和空無一物的,但有一種難以言表的縱深感,這種縱深不能用距離來描述,它包含在空間的每一個點中。

————《三體》

6樓:羊福偶淑

四維空間是一個時空的概念。簡單來說,任何具有四維的空間都可以被稱為「四維空間」。不過,日常生活所提及的「四維空間」,大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的「四維時空」概念。

根據愛因斯坦的概念,我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係,是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又多了一條時間軸,而這條時間的軸是一條虛數值的軸。

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構成所謂四維空間。由於我們在地球上所感覺到的時間執行很慢,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的原因。

什麼是四維空間,第四維空間是什麼

四維空間是一個時空的概念。簡單來說,任何具有四維的空間都可以被稱為 四維空間 不過,日常生活所提及的 四維空間 大多數都是指愛因斯坦在他的 廣義相對論 和 狹義相對論 中提及的 四維時空 概念。根據愛因斯坦的概念,我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係,是在空間的架構上比普通三維空間的長 寬 高三...

四維空間可以表示什麼?四維空間是什麼?

所謂的四維就是在三維的基礎上再加個時間,三維就是立體空間,二維是平面,一維就是一跟線。注意四位空間不包括時間。我們只能看到三維的空間 第四維圈縮了 我們看不到。第四維指時間。四維空間是指在時間軸上的三維空間。人是想象不出真正四維空間的。人腦的缺陷吧。四維空間是什麼?四維空間,也叫做 歐幾里得四維空間...

什麼是四維空間五維空間有什麼區別

線是一維的,引數是點 面是二維的,引數是線 體是三維的,引數是面 四維是四個元素 長寬高和時間 五維是.線是一維的,引數是點 面是二維的,引數是線 體是三維的,引數是面 以此類推,以體為引數構成的空間就是四維空間,通常理解為時間,從很多科幻 中可以看到類似的說法。那麼以時間為引數構成的空間應該就是五...