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第四维 、第四维是什么
2023-04-09 00:45  浏览:51

四维空间是哪四维?

***维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有其中的宽度、高度。x0dx0a第二维是由无数的线组成的面,有长度、宽度没有高度。x0dx0a第三维是由无数的面组成的体,有长度、宽度、高度。x0dx0a第四维是指与x,y,z同一性质的空间维度,是四维时空下的时间维度。x0dx0ax0dx0a一、四维空间定义x0dx0ax0dx0a四维空间不同于三维空间,指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以认识四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识四维空间,因为人类无法认识第四个空间维度。x0dx0ax0dx0a因为人的眼睛只能看到三维,所以四维以上很难解释。正如一个智力正常,先天只有一只眼睛,一只耳朵的人(这样就没有双眼效应,双耳效应),他就很难理解距离了,他很可能认为这个世界是2维的。x0dx0ax0dx0a二、发展历程x0dx0ax0dx0an维空间概念,在18世纪随着分析力学的发展而有所前进。在达朗贝尔.欧拉和拉格朗日的著作中无关紧要的出现第四维的概念,达朗贝尔在《百科全书》关于维数的条目中提议把时间想象为第四维。在19世纪高于三维的几何学还是被拒绝的。麦比乌斯(karl ***gust mobius 1790-1868)在其《重心的计算》中指出,在三维空间中两个互为镜像的图形是不能重叠的,而在四维空间中却能叠合起来。但后来他又说:这样的四维空间难于想象,所以叠合是不可能的。这种情况的出现是由于人们把几何空间与自然空间完全等同看待的结果。以至直到1860年,库摩尔(ernst eduard kummer 1810-1893)还嘲弄四维几何学。但是,随着数学家逐渐引进一些没有或很少有直接物理意义的概念,例如虚数,数学家们才学会了摆脱“数学是真实现象的描述”的观念,逐渐走上纯观念的研究方式。虚数曾经是很令人费解的,因为它在自然界中没有实在性。把虚数作为直线上的一个定向距离,把复数当作平面上的一个点或向量,这种解释为后来的四元数,非欧几里得几何学,几何学中的复元素,n维几何学以及各种稀奇古怪的函数,超限数等的引进开了先河,摆脱直接为物理学服务这一观念迎来了n维几何学。x0dx0ax0dx0a三、四维空间的数学意义x0dx0ax0dx0a说空间是多少维的提法本身就有问题,应该这样来描述才对,空间以长度为单位来计量,可以看做是三个互相垂直的轴线所包含的区域,但物理空间并不仅限于这些区域,还有能量场、引力场、微观粒子等其存在于空间不能以长度来衡量的区域。也就是说,空间从长度来看,具有三维特性,但同时还有长度所不能描述的其它特性。另数学意义上的4维空间在物理模型上是无意义的,因为按照n维坐标的定义,第4维也应是以长度为单位的轴线,这条轴线应是垂直于其它三维的,长度为单位的轴线大家都能感知的,如果存在,我们肯定能观测到,但大家都知道现实中是找不到这种情况的,所以在现实中,没有数学意义的四维空间。

第四维是什么

在物理学和数学中,一个n个数的序列可以被理解为一个n维空间中的位置。当n=4时,所有这样的位置的集合就叫做四维空间。这种空间与我们熟悉并在其中居住的三维空间不同,因为它多一个维数。这个额外的维数既可以理解成时间,也可以直接理解为空间的第四维,即

第四空间维数

第四维是什么?谁提出的?如何证明其存在?

所谓第四维,就是空间的第四个伸展方向,就如同三维空间里的上下左右前后一样,换个思维,就是在空间直角坐标系里面加一个轴w,也就是说,我们有x,y,z,w四个轴标示方向,而且四个轴都垂直

这样解释是否太费解?打个比方,你看一个平面,这个平面上居住着一种生物,它们只能在平面上活动,而不能在垂直纸面的方向动,这些人就是生长在二维空间里,从他们的空间变换到我们的空间,就类似于从我们的空间变换到四维空间,只是多了一个我们平常忽略的方向而已

不能说四维空间是谁提出的,应该是一个常识性的概念,只是爱因斯坦曾提出一种四维空间--时间--只是其中一种而已,就像你可以从x,y,z方向中选任意两个作为一个二维空间,你可以任选四个方向作为四维空间的方向

证明它存在,可以用虫洞解释吧(好累啊,呵呵),我们可以从虫洞穿越空间,从而更快到达另一个地方,就像一张弯曲的纸,在纸上从一头到另一头很远,但如果不在纸上,而是在三维空间中,你可以选择更近的路,这条近路对二维空间来说,就是在第三维中,同理在弯曲的三维空间里你可以通过虫洞走近路,而这虫洞就是第四维的一个方向,于是就有了第四维

第四维空间是什么

四维空间不同于三维空间,四维空间指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。

通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。

扩展资料:

轴对称性

1、对于四维空间,人们普遍认为空间有轴对称性,或是中心对称。譬如,倘若一个三维空间的人进入四维空间,并且按照适当的方式“旋转”一下再回到三维空间,那么他会被‘轴对称’一下。

当然,由于没有人进入四维空间,所以这只是一个从二维空间类比而得的假设,无法进行验证。但是关于时间轴的观点以及时空错乱瞬间的现象与这是相符的。

2、从二维空间的一个图形是不能在二维空间进行对称的,但进入三维空间,就可以通过进行翻转回到二维空间时,就可以实现对称,因为在二维空间是不能进行翻转的,只能旋转或平移。因此我们可以推测三维物体进入了四维空间,再回到三维空间可能物体会被“轴对称”一下。

参考资料来源:

百度百科-四维空间

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