第四维空间是什么意思(什么是“四维空间”?作为“三维生物”应该怎样理解“第四维”?)


四维空间

稍微懂点物理常识的人都知道我们人类生活在“三维空间”,所谓的“三维”非常容易理解,学习过小学数学的都知道,X、Y、Z三个坐标轴,它们组成的就是一个三维的空间模型,那么除了“三维空间”以外,如果存在“一维空间”和“二维空间”或者“四维空间”,那么关于这些我们接触不到的“空间”,我们应该怎样理解呢?

一维空间

一维空间

关于一维空间的生物很好理解,我们可以把它们想象成一条线,一条无限窄的线,它们有长短之分,但是它们都没有宽度,因为在它们的世界里宽度这一概念,再或者,可以理解为把两个无限小而且没有体积的点连接起来,我们就得到了一个一维生物,当然现在我们无法确定有没有这种生物的存在,如果非要举个例子的话,可以想象一下一株植物,他们自从由种子变成植物破土而出那一刻起,只能往高处生长,但是不能前后左右移动,我们可以把它想象成一维生物,但仅仅是想象,因为它们的枝叶可以往四周生长,真正的一维生物只有长度概念,没有宽度。

二维空间

二维空间

关于二维空间生物的理解我们可以借助影子,我们的影子就存在于一个二维空间,它们有长度和宽度,但是没有高度这一概念。我们暂且可以把蚂蚁想象成二维生物,但仅仅只是对于人类来说的想象,在我们看来蚂蚁只能前后左右移动,我们把蚂蚁想象成没有高度的概念的一种生物(但实际是有的),我们站在它们身边,可能它们也感觉不到我们的存在,当我们把它们的蚂蚁窝弄坏,它们也无法理解这来自三维世界的破坏力,因为它们看不到我们。有一本书叫做《平面国》,里面详细讲述了什么是二维世界,其中的纸片人就是作者系想象出来的二维生物,它们生活在一个平面里面,不知道什么是高度,想象一个,如果把一个纸片人拎起来,然后再把它放下去,它可能会告诉同伴,刚才我体验了一把叫做高度的维度,如果同伴让它把高度指给大家看,那么它是无法做到的。

三维空间

三维空间

作为一名三维空间的生物,这一层空间是我们最容易理解的,我们不仅可以前后左右移动,而且还可以上下跳动甚至坐飞机火箭到很高的空中。但是大家有没有想过,我们是否是被困在一个三维空间里,就像二维空间里的生物一样,被拎起来放下去,但是始终无法理解第三维的存在?那么对于三维生物来说,存不存在我们接触不到理解不了的“第四维”呢?我们接着往下看。

四维空间

四维空间

关于“第四维”的猜测,最多的莫过于“时间维度”,也就是说所谓的第四维就是时间维度,或者说四维空间是三维空间运动的连续图像,也就说四维世界比三维世界多了一条虚拟的没有值的时间轴,爱因斯坦在《广义相对论》和《狭义相对论》中曾经提到过“四维时空”的概念,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。还有一种说法,四维空间是人类的一种感知,比如我们在看三维立体画的时候,可以把一张纸上的画看出三维空间的立体效果,这是二维世界经过人类智力的处理,以三维世界的形式展现在我们眼前,那么试想一下,会不会存在更高级的思维生物,可以用自己的智慧,把三维世界看成四维世界?是不是细思极恐。据科学家推测,在四维世界里,如果速度够快我们可以看到十分钟以前的自己,或者昨天的自己,因为四维空间是三维空间连续运动的图像,当然这也只是一种猜测,因为人类的肉体属于三维世界。

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