第四維

第四維

物理學和數學中,一個n個數的序列可以被理解為一個n維空間中的位置。當n=4時,所有這樣的位置的集合就叫做四維空間。這種空間與我們熟悉並在其中居住的三維空間不同,因為它多一個維數。這個額外的維數既可以理解成時間,也可以直接理解為空間的第四維,即第四空間維數

第四維是在系統的三個笛卡爾幾何坐標之外增加的一個量,這種系統需要四個量(或坐標)來完全確定一個點在幾何標架(或幾何空間)中的位置。在相對論幾何中,為了確定一個事件的位置,在三個空間維數之外,時間常被設為第四維。相對論坐標系常被稱為時空連續統,因為時間及時間間隔與空間及空間間隔一樣不是絕對的範疇,在可觀測事件中它們與觀測者在空間中的運動有關的。

還有一說即第四維是意識.

  • 中文名稱
    第四維
  • 提出者
    笛卡爾
  • 套用學科
    數學,物理

詳細解釋

"第四維"是什麽?

"維"這個字來源于拉丁文,意思是"完全地加以度量"。

假如有一條線,你打算確定這條線上某一個固定點X的位置,使別人能夠根據你的描述找到這個點。一開始,你在這條線上隨便確定一個點,把它算作"零點"。這樣,你就能夠進行一番測量,發現X離開零點有兩釐米遠。如果X在零點的某一側,不妨把這段距離叫做+2,如果在另一側,那就是-2。

這樣,隻要大家都同意這些"規定"--零點的位置,以及哪一側為正,哪一側為負--那麽,隻要用一個數,就能確定一個位置。

既然在確定一條線上的一個點時,隻需要用一個數位,所以,這條線或這條線上的任意一段,就是"一維的"--"用一個數位就能完全加以量度的"。

再假定有一大張紙,這張紙上確定一個點的位置。從零點開始測量,發現它在離零點5釐米遠的地方。但是,它是在哪個方向上呢?可以把它分成兩個方向:

向北三釐米,向東四釐米。如果規定朝北為正,朝南為負;朝東為正,朝西為負,那麽,你就能用兩個數位來確定這個點了:+3和+4。

或許,你可以這樣說:這個點離開零點有5釐米遠,並且與東西方向成36.87°的夾角。這時還是需要兩個數位:5和36.87°。無論你怎麽看,總得有兩個數位,才能在平面上確定一個點。因此,平面或平面的任意一部分都是二維的。

空間。一個固定點X可以這樣確定:它在某個零點以北5釐米,以東2釐米,以上15釐米。你也可以用一個長度數位和兩個角度數位來確定這個位置。不過,無論用什麽方法,都需要有三個數位,才能確定房間裏(或者是宇宙裏)一個點的位置。因此,房間也好,宇宙也好,都是三維的。

假設有這樣一種空間,要想確定其中的某個確定的點,必須用四個(或是五個,或者是十八個)數位才行,那麽,它就是一個四維的(或五維的,或十八維的)空間。在我們這個普通的宇宙裏,並不存在這樣的空間,但是,數學家卻能夠想象出這種"超空間",並且還能推斷出這種空間裏的數學圖形會具有什麽性質。他們甚至還研究出在任意維空間中的數學圖形所具有的性質。這就是"n維幾何學"。

但是,如果我們所研究的不是固定的點,而是位置隨時間而變化的點,又該怎麽辦呢?如果你打算確定的是在房間裏飛著的一隻蚊子,那麽,就需要給出三個普通的數位:南-北、東-西、還有上-下。接著你還得給出第四個數位來表示時間。因為這隻蚊子隻在某個瞬間才會位于空間的某個位置,你必須把這個瞬間也判斷出來。

宇宙間的任何事物都是如此。我們佔有空間--它是三維的;此外,一定還要加上時間,才能得到一個四維的"時空"。不過,對時間和其他三個"空間維"不能同樣看待,在某些關鍵的方程組中,三個空間維帶有正號,而時間維則必須帶有負號。

因此,我們一定不要說時間是第四個維,而隻能說時間是某個第四維,而且它與其他三維不同。

零維為點,一維為線,二維為面(平面),三維為體(空間),四維為時間。

理論發展

一.作為時間的第四維數

主條目:時空當人們說到"四維空間"時,經常指的都是關于時間的概念。在這種情況下,四維空間可以理解為三維空間附加一條時間軸。這種空間叫做閔可夫斯基時空或"(3 + 1)-空間"。這也是愛因斯坦在他的廣義相對論狹義相對論中提及的四維時空概念。

二.作為空間的第四維數

第四維數可以用空間的方式理解,即一個有四個空間性維數的空間("純空間性"的四維空間),或者說有四個兩兩正交的運動方向的空間。這種空間就是數學家們用來研究四維幾何物體的空間,與愛因斯坦提出的時間作為第四維數的理論不同。關于這一點,考克斯特曾寫道:

把時間作為第四維數帶來的好處即使有的話也是微不足道的。實際上,H. G. 威爾在《時間機器》中發展的這種十分吸引人的觀點導致了J. W. 杜恩(《時間實驗》)等作者對相對論的非常錯誤的理解。閔可夫斯基的時空幾何是不符合歐幾裏得體系的,所以也就與當前的研究沒有關系。- H. S. M. 考克斯特, Regular Polytopes[2]從數學方面講,普通三維空間集合的四維等價物是歐幾裏得四維空間,一個四維歐幾裏得賦範向量空間。一個向量的"長度"

以標準基底表示就是

也就是勾股定理向四維空間進行的很自然的類比。這就讓兩個向量之間的夾角很容易定義了

中國作家

郭敬明

第四維是郭敬明的網名

個人檔案

姓名出處:"穆穆魯侯,敬明其德。"這句話出自《詩經·魯頌·駉之什·泮水》。

小四小四

現居住地:中國 上海

國籍:中國

英文名:Jing M.Guo

出生日期:1983年6月6日

血型:AB型

性別:男

星座:雙子座

:豬

職業:作家(存在爭議)

獲新概念第三屆第四屆一等獎

現任《最小說》雜志主編和最世公司董事長

性格

對待生活消極而又充滿希望,認為人矮並不能決定一切

堅信人性中甜美的東西,可是依然沉溺于絕望之中,可能是因為身高問題

喜歡看電影睡覺,所以導致發育不良

有清亮的笑容深黑的瞳仁,但是因為眼睛太小所以一般看不到

以前總喜歡叫自己矮子,喜歡彼得·潘因為他可以不長高

而在時光的洪流中,還是悄悄地成長,但是成果甚微

作品:《愛與痛的邊緣》《1995-2005夏至未至》《左手倒影,右手年華》《夢裏花落知多少》《悲傷逆流成河》《無極》《小時代1.0折紙時代》《小時代2.0虛銅時代》《小時代3.0刺金時代》《小時代1.5青木時代》《小時代2.5鋒銀時代》《幻城》《爵跡》《迷藏》(音樂小說)《爵跡·風津道》《我們約會吧》

雜志:《島》《最小說》《最漫畫》 《I WANT》《最映刻》《文藝風象》《文藝風賞》《放課後》《最幻想》

出版社:長江文藝出版社

別稱:小四

成立的公司

上海最世文化發展有限公司及旗下上海柯艾文化傳播有限公司

喜歡收藏的東西:玻璃杯子和白襯衣

性格:明媚,樂觀主義者。生活時而快樂時而煩惱,喜歡自由崇尚善良。

代表作:

2002年《愛與痛的邊緣》

2003年《幻城》《左手倒影,右手年華》

2004年 繪本集《天亮說晚安》《猜火車》《一夢三四年》《天下》《刻下來的幸福時光》(郭敬明 著,鞋墊 繪)

2005年《1995-2005夏至未至》 音樂小說《迷藏》

2004~2007年主編《島》系列《島.柢步》《島.陸眼》《島.錦年》《島.普瑞爾》《島.埃澤爾》《島. 澤塔澤塔》《島.瑞雷克》《島.天王海王》《島.龐貝》《島.銀千特》

2006年初《無極》

2006年11月主編《最小說》(月刊 曾在2009年改為半月刊 2010年恢復)

2007年《悲傷逆流成河》

2007年底《N世界》(郭敬明著,年年繪)

2007年11月《最小說》連載《小時代》系列

已出版《小時代1.0折紙時代》、《小時代2.0虛銅時代》

《小時代3.0刺金時代》在《最小說》連載中.

2010年《夏至未至》再版

2010年6月6日,《王牌大助理》

2010年8月24日,《爵跡①》 《蜀綉》(李宇春,郭敬明詞),《劍俠情緣》 《聽我的聲音》(韓紅,郭敬明詞) 《以愛之名》(李維嘉,郭敬明詞)

2011年1月1日,《爵跡②》

2013年6月27日《小時代》系列電影上映

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