多維空間 -漢語詞語

多維空間

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多維空間定義 ""是一種度量,在三維空間坐標上,加上時間,時空互相聯系,就構成四維時空。現在科學家的理論認為整個宇宙是十一維的,隻是人類的理解隻能理解到3維,打個比方:一個智慧型生物生活在我們周圍,但隻能理解二維,那它就處在二維世界了嗎?但在它們周圍的我們卻分明認為是三維,雙方都是智慧型生物,誰對誰錯呢?

  • 中文名稱
    多維空間
  • 外文名稱
    hyperspace
  • 提出者
    愛因斯坦
  • 套用學科
    物理
  • 適用領域範圍
    物理

​基本介紹

一維是線,二維是面,三維是靜態空間,四維是動態空間(因為有了時間)。

我們在物理學中描述某一變化著的事件時 所必須的變化的參數。這個參數就叫做維。幾個參數就是幾個維。比如描述“門”的位置就隻需要角度所以是一維的 而不是二維 。

簡單地說:0維是點,沒有長、寬、高。一維是由無數的點組成的一條線,隻有長度,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。

因為人的眼睛隻能看到三維,所以三維以上很難解釋。正如一個智力正常,先天沒有一隻眼睛,一隻耳朵的人(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。

一個簡單的說法:N維就是N條直線兩兩垂直所形成的空間。

因為,人類隻能理解到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,目前仍在建立的膜理論,認為世界是11維的。

維數介紹

0維

○維:沒有長寬高,單純的一個點,如奇點。

奇點-模型圖奇點-模型圖

一維

一維空間隻有長度

二維

二維空間平面世界,隻有長度和寬度

三維

三維空間長寬高 立體世界我們肉眼親身感覺到看到的世界 三維空間是點的位置由三個坐標決定的空間。客觀存在的現實空間就是三維空間,具有長、寬、高三種度量。數學、物理等學科中引進的多維空間概念,是在三維空間基礎上所作的科學抽象

四維

四維空間一個時空的概念 日常生活所提及的“四維空間”,大多數都是指阿爾伯特·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。我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關系,是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸,而這條時間的軸是一條虛數值的軸。根據阿爾伯特·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。

五維

從我們這個宇宙大霹靂開始到某個可能的結果,這段時間上的持續叫四維,而在這個四維時間線上任何一點都有無限種發展趨勢。這樣從四維上的某一點分出無限多的時間線,構成了五維空間

六維

五維空間上兩條時間線如同二維空間(如報紙上的兩個對角點)不能直接到達,而把報紙對折就可以直接到達報紙上的對角點。在六維空間中正如把二維空間彎曲一樣,五維空間也可以彎曲,產生了六維空間,在六維空間中可以直接到達五維時間線上的任意一點。

七維

七維空間包括了從宇宙大霹靂開始到宇宙結束,所有空間維,所有時間維上的所有可能性,以及在任意兩點直接到達的可行性。五維空間是某一點產生無限個發展趨勢,七維是所有點即無限點上產生無限個時間線。

八維

在七維空間上已經描繪了我們這個宇宙中從始到終,所有空間維,所有時間維,八維是什麽呢?對了,還有一個可供操作的點,那就是大霹靂這個點,八維空間中包括了從大霹靂處產生的無限多個宇宙,這些宇宙中有不同的物理定律,不同的引力常數,或許有沒有萬有引力也說不定,不同的光速。

九維

九維空間則是八維空間的彎曲,在八維空間中,不到直接在各個宇宙中到達不同的兩點,而九維空間中則可以在八維空間中的兩點間直接到達。

十維

根據超弦理論,最小粒子不是實體的物質,而是由不同振動頻率的超弦形成的物質,不同的頻率產生了不同

外在表現。在十維空間中,物質已經沒有差別,或是已經沒有物質。隻存在不同振動頻率的弦。在十維空間中一切皆有可能

存在意義

理解了宇宙的空間有更多維存在,再回過來看相對論與量子理論是如何產生矛盾的,我們就很容易理解了:這兩個理論在日常的三維空間裏是不可能統一的,它們的矛盾是必然的,隻有在高維空間裏才能得到統一。

為了更好地理解這一點,我們可以舉一個三維世界和二維世界的例子。我們首先假設有一些生活在二維平面世界的生命,它們的世界裏隻有長和寬,根本無法理解第三維——“高”這一維。因此,它們對三維世界的感知隻限于三維物體在平面世界的投影,或者三維物體與平面世界的接觸面,試想一想,一個平面生命怎麽能夠通過投影來想象三維物體的豐富性和完整性呢?當三維物體與平面世界接觸時,三維物體在平面世界上的零碎片段,比如一張桌子的四根腳柱、人印在地面上的兩雙鞋印,更讓平面生命摸不著頭腦——這些拼不到一起的碎片究竟意味著什麽呢?它們不能想象,四片互不相連的印跡怎麽會構成一張完整的桌子呢?那斷斷續續的鞋印上怎麽會有一雙完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然還有一個更加完整的人。用二維的眼光來打量這些碎片,你永遠不可能將它們拼成一個整體。

于是有一天,一個足智多謀的平面生命偶然想出一個絕妙的主意。它宣布,平面世界之外還有一個“向上”的第三維,如果順著這些碎片“向上”看,其實碎片是一個完整的整體!這真是個驚人的見解,大多數平面生命都困惑不解

相對論和量子理論的遭遇與這種情況非常相似,在我們的三維空間裏,它們就像兩塊互不相幹的碎片,永遠也拼合不到一起。但把空間“向上”抬一抬,把宇宙變為十維空間,相對論和量子理論這兩塊看似互不相幹的碎片就會令人震驚地結合得天衣無縫,成為一個更完整的理論大廈的兩根互相依存的支柱!雖然我們在三維空間中無法想象和描述一個多維的空間,但我們卻能通過復雜的數學方程推導出它的存在。

產生原因

在宇宙的極早期,它誕生的10^-43秒內,它的直徑僅有10^-33釐米,含有豐富的十維空間,所有的空間維都平等地卷縮在一起。在那樣的空間中,宇宙的能量極高、溫度極高,所有四種力都融為一體,相對論和量子理論可以歸結為一個理論。

但是,這樣高維度、高能量、高溫度的空間是極不穩定的,就像脹氣太多的氣球,于是大霹靂發生了。維度被解散、能量發散、溫度降低。三維的空間和一維的時間無限延伸開來,逐漸形成了我們今天可感知的宇宙;而另外六維的空間則仍然卷縮在普朗克尺度(即10^-33釐米)以內。

多維空間

當宇宙處在10^32K這樣極高的溫度(這溫度比我們得到的太陽的溫度高10^26倍)時,引力與其他大統一力分離開來,引力隨著宇宙的膨脹而不斷延伸成長程力,。隨著宇宙進一步脹大和冷卻,其它三種力也開始破裂,強相互作用力和弱—電力剝離開來。

當宇宙產生10^-9秒之後,它的溫度降低到了10^15K,這時弱—電力破缺為電磁力和弱相互作用力。在這一溫度,所有四種力都已相互分離,宇宙成了由自由誇克、輕子和光子組成的一鍋“湯”。稍後,隨著宇宙進一步冷卻,誇克組合成質子和中子。它們最終形成原子核。在宇宙產生3分鍾後,穩定的原子核開始形成。

當大霹靂發生30萬年後,最早的原子問世。宇宙的溫度降至3000K,氫原子可以形成,其不至于由碰撞而破裂。此時,宇宙終于變得透明,光可以傳播數光年而不被吸收。

在大霹靂發生100至200億年後的今天,宇宙驚人的不對稱,破缺致使四種力彼此間有驚人的差異。原來火星的溫度現在已被冷卻至3K,這已接近絕對零度。

這就是宇宙的演變史,隨著宇宙的漸漸冷卻,力將解除相互的糾纏,逐步分離出來。首先引力破裂出來,然後強相互作用力,接著弱力,最後隻有電磁力保持不破缺。

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