人类无法画出四维空间?
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人类无法画出四维空间?

原标题:人类无法画出四维空间?

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数学上的“四维空间”跟爱因斯坦所提出的“四维时空”是不同的,很多人对两者有所混淆。

我们无法直接在三维空间里去直接描绘四维物体,但是可以观察四维空间的物体在三维空间的投影。

通常我们理解画的含义是指在二维平面上做出的图形,如果按这个定义理解甭说是四维,就是三维在平面上也是画不出来的,所能画出的也是形象的伪三维图形。

是否有办法用二维平面来表达三维呢?答案是有,只不过是近似有限三维,知道3D打印机原理吗?就是用若干个二维平面图“”堆叠“”出三维结构的。

之所以说是近似三维是因为每个二维平面均有厚度,这个厚度理论上可以无限趋近于零,假如定义每张二维平面坐标轴为X轴和Y轴,那么堆叠起来的高度方向就是第三维的Z轴,当然堆叠平面是有先后顺序的并不是胡乱堆叠,也就是说只有确定Z轴的值才能确定一个二维平面图,反过来说三维空间可以通过降维成二维平面方式来表达,当确定Z轴值后就可确定二维平面图。

同理,当确定X轴值后也能确定一个平面图,确定Y轴值也是一样。

结论:只要确定三维中任意一轴的值就可以确定二维平面图,这就是降维表达原理。那么按着这个思路下去,四维空间同样可以通过降维方式表达。假设第四维为M轴,按照上面原理只要确定任意一轴的值就可以把四维降成三维,所以我们看到的三维空间只是M轴值为零下的空间。

同样我们也可以让Z轴为定值来展示出别样的三维空间,比如Z轴为定值,那么三维空间是由(x,y,m)点组成的,还可以换个角度比如Y轴定值由(x,z,m)点组成的,以此类推,这样就能看到第四维M变量变化时降维的三维空间图,从而把看不见的第四维变成看得见。

每个定值便是一个三维空间,把若干个三维空间图同时摆列出来就可看到四维(x,y,z,m)近似空间图。当然在三维基础上还可再降一维变成二维,比如(x,m)点组成的平面,但更加抽象需要几何增长数量(四个变量二组合)的二维平面信息来表达四维空间信息。

科学界普遍认为四维空间是三维空间与时间组成,或者说是一个连续运行的三维空间,这似乎说得很明白了,可是真正能够理解的人还是没有。虽然格局阻挡了我们的眼光,但是阻挡不了我们对远方的渴望,人类探索四维空间的努力,不会因为困惑而退缩,只会变得越来越顽强!

对于四维空间概貌,个人的看法可能有点与众不同~它应该是由物质与能量及“转换力(无法描述暂名之)”组成的。在四维空间里,物质与能量可以不断转幻,且处于瞬息万变状态中,并没有一个稳定的形态,所以,四维空间是无法用笔描绘出来的。

PS:未经同意不得转载(图片来源网络)

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