天文地理学

空间维度

2018-03-25  本文已影响32人  人马座黑洞

        大家都知道,我们都生活在一个三维世界里,而宇宙有36个维度,我们还很微不足道。

        一维是线,二维是面,三维是体,四维我们还不知道是什么。维度定义为:过一点引出一条直线叫做一维,过一点引出两条互相垂直的直线组成的维度叫做二维,过一点引出三条互相垂直的直线叫做三维……以此类推,在我们世界里,过一点只能找到三条互相垂直的直线。但我们可以画出四维在三维空间中的投影。

        四维空间的指向标是这样的:

空间维度

        我们可以通过投影的方法理解四维,假设,三维空间投影到二维空间上,其中一面为橘黄色:

空间维度

        在二维中,正方体的六个面分别为一个大正方体、一个小正方体、4个梯形。由于透视效果,图中橘黄色的面时大时小。那么四维在三维中也是如此:

空间维度

        在三维中,四维的超立方体有一个小正方体、一个大正方体、6个棱台构成。

        正方体有六个面,超正方体有8个体,正方体和超正方体展开图也是如下图:

空间维度

        可以看到,超正方体的其中一个点引申出去了4条棱,而且互相垂直,在现实中,这是完全做不到的。而且那8个正方体我们无论如何都无法折成超正方体,就和二维小人一样,他们无论如何也无法把6个正方形正方体。

        每个维度的生物可以看见你自己维度低的东西,一维人可以看见点,二维人可以看见点、线,三维人可以看见点、线、面,有人会问,为什么只有点线面,没有体,对,我们看不见体!因为我们定义看见事物要看见它的全部,而不是表面,因此,我们只能看见体的表面,看不见体的内部,因此不们看不见体。

        三维物体转动时,在二维世界里看到的是这样:

空间维度

        因此,我们如果不去四维空间,是无法感受到四维的,就像二维人一样。但在四维里,你可以透视,看见所有的体,还是很恐怖的。

        在宇宙里的某些时刻中,由于时空错乱,也许能够看到更多的维度。而所有维度都可以凝聚称为一个焦点,乃至更多的黑洞。

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