从一维空间到十维空间
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一:零维,一维,二维,三维。
零维度空间是一个点,无限小的点,不占任何空间,点就是零维空间。
当无数点集合排列之后,形成了线,直线就是一维空间,无数的线构成了一个平面,平面就是二维空间。
无数的平面并列构成了三维空间,也就是立体的空间二:第四维:时间三维的世界是静止的,当三维世界以时间为基准发生变化时,四维空间就产生了,如果把时间看作一根轴线,则这个轴线上的任意一个点,都是一个三维空间,也就是说无数个三维空间依据时间轴线集合,构成了四维空间。
在四维空间中,时间呈线性进行,虽然未来不可预测,但源头只有一个,将来也只有一个,不管下一秒将发生什么,即将发生的未来只有一个。
同样,忽略了三维属性后,我们将会发现,任意一个四维物体在时间轴上都表现为一条线段。
三:时间平面假设无数的时间轴线集合起来,会构成什么呢?一个时间平面。
这个时间平面就是五维空间,它是由无数个四维空间根据某一轴线集合而成的。
但是,请不要问我这条轴线的标准是什么,因为我是一个四维的生命体,我无法为一个我根本观察不到的现象制订标准。
但是我们可以想象,一个五维空间的物体,应该是跨越不同时间轴线的。
在任意一个时间轴线上,你只能观察到它的一部分。
四:时间轴线间的跳跃。
假设说一个四维生命体想要跳跃到其他时间轴线上,那么它就必须先成为一个五维的生命体,很显然,在跳跃的过程中,它会同时出现在两条时间轴线上,这时它已符合了五维生命体的要求。
这个事实用另一句话来表述就是:在四维空间中,时间是线性的,方向和进程不可改变。
只有在五维空间中,你可以改变时间的方向和进程。
所以:与其说你改变了历史,不如说你改变了自己当前所处的时间轴线。
五:无限与永恒虽然人类可以想象出无限的概念,但是我们却无法看到五维世界是什么样子。
虽然人类可以明白永恒的概念,可我们却无法创造出一个永恒的事物。
虽然我可以构想出整个五维空间的模型,十一维是指十维空间和一维时间,没有特定的称谓十维空间中有三维是存在于我们周围的,还有六维是基于超弦理论的。
从一维到十维空间作者:来源:《作文周刊·高一版》2019年第12期自打看了《三体》《星际穿越》,对于空间、黑洞我们就充满好奇。
准备好打开脑洞,我们一起来一场从零维空间到十维空间的旅程吧!我们先从一个点开始讲起。
这个点没有大小、没有维度。
它只是被想象出来的,作为标志一个位置的点,它什么也没有,空间、时间通通不存在,是零维度。
而一维空间只有长度,没有宽度和深度。
我们拥有了一条线,也就是拥有了一维空间。
再画一条线,穿过原先的这条线,于是就有了二维空间,二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度,我们可以将它理解成“纸片人”。
一维数轴,二维平面,三维立体,这是我们初中学的常识。
而人类是三维生物,活在四维空间里。
三维空间有长度、宽度与高度。
假设我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁,我们姑且把蚂蚁君看作是“二维生物”。
我们在二维的纸面上移动,如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。
但是如果我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱,一个三维的物体。
这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。
换句话说,把二维空间弯曲,就得到了三维空间。
四维比三维多一维,它就是时间!想象一下,左边有一个1分钟之前的我,右边则是现在的我,将这“两个我”看成两个点,穿过他们连线,它就是四维空间里的线。
于是,四维空间出现了!如同上文提到的,二维生物只能看到三维物体的截面一样,我们作为三维生物,也只能看到四维空间的截面。
所以我们看不到过去,看不到未来,只能看到此时此刻的世界。
然而,四维生物可以看到未来,但是无法改变未来。
如同《大话西游3》,紫霞通过月光宝盒看到了结局,但是却无法改变结局。
假如我们是四维空间生物,我们就可以看到过去、现在、将来各个时段的我们自己。
但是,时间线只有一条。
现在,在四维这条时间线的基础上,再加一条时间线和这条时间线交叉,五维空间就出现了!五维生物看到的是四维空间上发生的所有事情,看到了一个人的所有选择,以及这些所带来的所有结果。
一维到十一维空间图解一维到十一维空间图解人类所生存的空间几乎都是三维空间,如果加上自己人生的时间轴,可以凑成一个四维空间,但是一旦人类进入了更高等维度的空间,那么感受应该是十分奇妙。
科学家们把所有的维度共分为一维到十一维,每一维度都对应着不同的生活状态,不同的认识和感知。
一、一维空间因为空间是一个点组成的单一直线,处在一维空间的生物,只能沿着这一条单一的直线一直往前走。
二、二维空间二维空间是一维空间进行延展,二维空间就是两条相交的直线所表现出来的平面,在二维空间的生物,可以在整个平面上进行移动,但是不能够进行上下移动。
三、三维空间人类以及地球上所有的生物处于的空间就是三维空间,三维空间不仅有平面而且有深度,是在平面的基础上进行弯曲,人类可以在整个三维空间随意活动。
四、四维空间四维空间是以三维空间为基础,加入了时间的概念,所表现的就是这件事物从出生到死亡所有的表现,人的一生就可以表示为四维空间。
五、五维空间五维空间就是多个时间轴线,在三维空间进行交叉,处在五维空间的生物就可以回到最初的状态,进行命运的改变。
六、六维空间六维空间就是在五维空间的基础上进行更进一步的维度增加,生物处在六维空间,如果想要改变自己的命运没有必要从头再来,可以在任意时间节点进行改变命运。
七、七维空间七维空间在六维空间的基础之上进行空间的再度曲折,在六维空间进行延展之时,就已经进入一种无穷空间,就是整个宇宙的全部空间和时间。
八、八维空间八维空间可以使得宇宙进行重生的机会,能够使宇宙重回大爆炸前期进行新的生命,让宇宙上的事物可以重新再来一遍。
九、九维空间处在九维空间的宇宙,空间维度可以说是特别发达,如果宇宙处在九维空间,那么没有必要再回到最初进行命运的改写,可以在任意节点改变命运。
十、十维空间十维空间就是无穷的时间加无穷的空间,综合起来进行无穷的扩展,十维空间无论是穿梭时空,无论是改变时间都可以实现,可以达到了为所欲为的地步。
十一、十一维空间十一维空间是十维空间为基础加上了感知,综合起来就仿佛回到了最初一个原始的时间基点和空间基点,最后在大融合的情况下,又化成了一个巨大的单点。
⼀维到⼗⼀维空间图解我们⽣活的这个空间仅仅只是⼀个三维空间,但是其中却蕴含了天和⼤地,包容了许许多多的东西。
下⾯⼩编要说的这种空间是⼗⼀维空间,很多⼈都不知道⼗⼀维空间是什么,⼗⼀维空间是根据90年代提出的M理论,宇宙是11维的,由震动的平⾯构成的。
⼀、⼗⼀维空间是什么⼗⼀维空间是以90年代提出的M理论(多种超弦理论的综和)作为基础的,此理论认为,宇宙是11维的,由震动的平⾯构成的。
在爱因斯坦那⾥,宇宙只是4维的(3维空间和1维时间),现代物理学则认为还有7维空间我们看不见。
要想理解⼗⼀维空间,⾸先要明⽩⼀个问题,那就是⾼维度空间和⾼纬度时空是两个不同的概念,⾼维度时空和⾼维度空间是不同的。
举例来说,在三维空间中只有⼀个时间维度,潘洛斯阶梯在三维空间中根本构造不出来,但它是⼀个伪维度,即它的单位和其他三个维度不同。
四维空间的第四维仍然和三维空间的维度具有相同性质,时间仍是伪维度。
因此,不可把时空和空间混为⼀谈。
⼆、⼀维到⼗⼀维空间图解了解了⼗⼀维空间是什么之后,我们来看看⼀维到⼗⼀维空间图解。
⽆论是在《星际穿越》还是《三体》中,均对空间维度提出了⼀些很有意思的说法,关于维度的讨论,⼀直以来在科幻迷群体中的讨论也⼀直没有停⽌过,对于⼗⼀维空间的理解确实需要⼀些脑洞,那么,从⼀维到⼗⼀维,对于空间维度的解释究竟是怎样的呢?⾸先得从零维说起。
零维是⼀个没有长度、没有宽度、没有⾼度的点;⼀维是⼀条没有宽度、没有⾼度的线;⼆维是⼀个没有⾼度的平⾯;三维就是有长、有宽、有⾼的空间,很直观,因为我们就是眼睛所见就是3维的空间。
这前⼏维都很好理解,不⽤画图,只记住⼀点就够了,我们三维世界⾥的点、线、⾯只是⽆限接近零、⼀、⼆维,⽽不是真正意义上的零、⼀、⼆维,因为在三维世界⾥画不出那样的点线⾯,即维度没有办法或⽬前没有办法向前跨越,⾼维想回到低维很难,⽐从低到⾼还难;四维就是在三维的基础上加上时间,我们可以把⾃⾝理解成⼀个点,时间理解成⼀条线,你沿着时间线从⼩到⼤从⽣到死,只能顺序前进,不能停⽌和后退,这就是四维;五维:它指的是在四维空间中的时刻轴上任意⼀点都存在⽆限种开展的趋势。
宇宙奥秘:从零维到十维,你看懂几维?人是三维,而鬼是四维自打看了《三体》、《星际穿越》对于空间、黑洞就充满好奇。
作为一个科幻电影迷,又岂能不了解维度的概念?准备好打开脑洞,我们一起来一场从零维空间到十维空间的旅程吧!零维我们先从一个点开始讲起。
这个点没有大小、没有维度。
它只是被想象出来的、作为标志一个位置的点,它什么也没有,空间、时间通通不存在。
这就是零维度。
一维空间零维已经存在了一个点,我们再画一个点,两点之间连一条线。
当当当!一维空间就这样诞生了!我们创造了空间!一维空间只有长度,没有宽度和深度。
?二维空间我们拥有了一条线,也就是拥有了一维空间。
如何升级到二维呢?很简单,再画一条线,穿过原先的这条线,于是就有了二维空间,二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度。
在纸上画一个长方形,长方形内部就是一个二维空间。
?为了方便后面理解更高维度的空间,我们用两条相交的线段来表示二维空间。
?现在我们来想象一下二维世界里的生物。
因为二维空间没有深度(也可以理解成厚度),只有长度与宽度,我们就可以将它理解成“纸片人”,就如同是扑克牌K.Q.J 里的画像。
因为维度的局限,二维生物只能看到二维的形状。
如果让它去看一个三维的球体,那么它只能看到的是这个球体的截面,也就是一个圆。
?三维空间一维数轴,二维平面,三维立体,这是我们初中学的常识。
而人类是三维生物,活在四维空间里。
三维空间有长度、宽度与高度。
?假设我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁,我们姑且把蚂蚁君看作是“二维生物”。
我们做二维的纸面上移动,如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。
但是如果我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱,一个三维的物体。
这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。
(对了!这就是传说中的虫洞)换句话说,把二维空间弯曲,就得到了三维空间。
蚂蚁从A点消失,B点出现:卷曲产生新的维度!??好了,下面开始进入烧脑阶段。
四维空间四维比三维多一维,它就是时间!想象一下,左边有一个1分钟之前的我,右边则是现在我,将这“两个我”看成两个点,穿过他们连线,它就是四维空间里的线。
0维~11维零维————没有长度、没有宽度、没有高度(无限小)的点(比如奇点)。
一维————只有长度,没有宽度(无限细),没有高度的线。
二维————只有长度,宽度,没有高度(无限薄)的面。
三维————有长、有宽、有高的空间,这前几维都很好理解,不用画图,只记住一点就够了,我们三维世界里的点、线、面只是无限接近零、一、二维,而不是真正意义上的零、一、二维,因为在三维世界里画不出那样的点线面,即维度没有办法或目前没有办法向前跨越,高维想回到低维很难,比从低到高还难。
四维————在三维的基础上加上时间维,我们可以把自身理解成一个点,时间理解成一条线,你沿着时间线从小到大从生到死,只能顺序前进,不能停止和后退,这就是四维。
五维————四维的基础上加上可能性,即你在任意时间点上做出的不同举动可以产生任意种可能性,每种可能性会产生一条新的时间线,从任意点放射出去,但任意时间点上的任意时间线都是不交叉的,打个比方,比如你在高考时的一个决定会决定你现在是医生还是教师,假设你生活在五维世界,你是教师那条时间线上的,你要想去看看医生的你是什么样,你必须先回到高考时的时间,然后沿着医生那条时间线回到现在的时间才行。
六维————平行空间(平行空间非平行宇宙),六维就是使五维任意时间点上的任意时间线通过改变引力或重力使五维扭曲而相交,从而可以直接穿越到另一种可能性,而不必再回到改变决定的那个时间点重走时间线。
七维————把整个六维空间看做是一个点,即加入奇点,即时间开始的那个点,无数个这样的点组成的线即七维。
八维————在七维线上任意点会产生任意个宇宙,或与我们相似,或与我们完全不同,同五维一样,这无数个宇宙的可能性是不相交的,如果要穿越,需要先回到七维线上的任意点再选择另一个可能性的宇宙重走时间线才行。
九维————同六维的基础改变,就是通过改变引力或重力使八维扭曲而使不同可能性的宇宙时间线相交,达到直接穿越平行宇宙的能力。
从一维到11维的所有解释从一维到十一维,我们可以探讨不同领域中的多个概念和解释。
以下是一些可能的解释:1. 一维,一维空间是指只有一个维度的空间,通常用一条直线表示。
在数学中,一维可以表示线段的长度或者表示一个单一的数值。
2. 二维,二维空间是指具有两个独立的维度的空间,通常用平面表示。
在几何学中,二维可以表示平面图形,如矩形、圆形等。
3. 三维,三维空间是指具有三个独立的维度的空间,通常用立体表示。
在现实生活中,我们所处的空间就是三维的,可以用长度、宽度和高度来描述。
4. 四维,四维空间是指具有四个独立的维度的空间。
在物理学中,四维时空是爱因斯坦相对论的基础,其中三个维度是空间维度,第四个维度是时间维度。
5. 五维,五维空间是指具有五个独立的维度的空间。
在物理学中,一些理论模型,如弦理论和超引力理论,涉及到五维及以上的空间维度。
6. 六维,六维空间是指具有六个独立的维度的空间。
在数学中,六维空间可以用于描述抽象的数学对象,如六维向量空间。
7. 七维,七维空间是指具有七个独立的维度的空间。
在某些科学领域,七维空间可以用于建模和解释复杂的数据结构和关系。
8. 八维,八维空间是指具有八个独立的维度的空间。
在数学和物理学中,八维空间可以用于描述高维度的向量空间和复杂的数学结构。
9. 九维,九维空间是指具有九个独立的维度的空间。
在某些学科中,九维空间可以用于建模和解释复杂的系统、网络和关系。
10. 十维,十维空间是指具有十个独立的维度的空间。
在物理学中,一些理论模型,如超弦理论,涉及到十维空间的概念。
11. 十一维,十一维空间是指具有十一个独立的维度的空间。
在一些物理学理论中,如M理论,十一维空间被用于描述宇宙的结构和相互作用。
这些是从一维到十一维空间的一些解释,每个维度都有其特定的应用和意义,用于不同学科和领域的研究和探索。
从⼀维到⼗维的概念假设你住在⼀个湖⾥。
你是头两侧都长着眼睛的鱼,你所知道的只是⽔下的泥沙、植被和其他在你周围游动的鱼。
阳光透过⽔⾯照射进来,发⽣折射,光线变暗。
在你的⽣活中,你确信这个⽔下世界是唯⼀的,因为它是你能经历的⼀切。
然⽽,在你的视线之外,存在着⼀个全新的环境——动物不需要⽔来呼吸,鲜花在⼀个⼲旱得多的世界⾥盛开。
这就是物理学家们认为我们所处的情况。
我们就是那些鱼,⽽那些更⾼维度是我们⽆法感知的新环境。
事实上,弦理论,试图调和相对论和量⼦⼒学(⼤与⼩的定律),只有当我们假设有远远超过我们习惯的四维空间时才会奏效。
物理学家相信但还不能证明多元宇宙中存在多达11个维度。
是的,在多元宇宙中,宇宙有时是聚在⼀起或分开的⽓泡。
这种宇宙⽓泡的分裂可能是导致⼤爆炸的原因之⼀。
这⾥,我试图简化弦理论的⼗个维度。
第⼀个维度连接两点的线。
没有深度和⾼度,只有宽度。
你可以称它为x轴。
第⼆个维度现在我们增加了⾼度或者说y轴。
想想任何平⾯图形,⽐如三⾓形。
第三个维度我们现在添加了深度或者z轴。
这是我们体验世界的维度。
它包括体积和从对象获取横截⾯的能⼒。
你可以把这个维度想象成没有时间的空间。
第四个维度第四维度不是空间维度,⽽是由时间构成的。
时间有助于绘制物体在宇宙中的位置,也为第三维度的改变提供了⼀种⽅法。
还记得三维空间是如何没有时间的吗?现在我们正式有了时空。
第五个维度从这⾥我们开始看到更⾼的维度。
科学家们相信,这些是我们⽆法察觉的,因为它们存在于亚原⼦层⾯。
这些维度在⼀个被称为紧化的过程中⾃我卷曲。
这⾥的维数是关于可能性的。
在第五维度,将会有⼀个新的世界,让我们看到我们的世界和这个新的世界之间的相似和不同,存在于相同的位置,有着与我们的星球相同的开始,即⼤爆炸。
第六个维度第六维度是⼀个全新世界的整体平⾯,它将允许你看到所有可能的未来、现在和过去,同样,与我们的宇宙有着相同的开端。
第七个维度我们现在有可能有新的宇宙,有新的⾃然物理⼒量和不同的重⼒和光的定律。
烧脑:从零维到⼗维空间,从看“病”到看穿⽣命防治疾病从认识疾病开始,认识疾病从分类疾病开始,疾病分类从认识多维空间开始,让我们⼀起尝试从零维到⼗维空间,从看“病”到看穿⽣命!零维让我们从⼀个点开始,和我们⼏何意义上的点⼀样,它没有⼤⼩、没有维度。
它只是被想象出来的、作为标志⼀个位置的点。
它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维度。
知道有病了。
度。
⼀维空间好的,理解了零维之后我们开始⼀维空间。
已经存在了⼀个点,我们再画⼀个点。
两点之间连⼀条线。
噔噔噔!⼀维空间诞⽣了!我们创造了空间!⼀维空间只有长度,没有宽度和深度:哈哈!知道病位了!⼀维空间只有长度,没有宽度和深度:⼆维空间我们拥有了⼀条线,也就是拥有了⼀维空间。
如何升级到⼆维呢?很简单,再画⼀条线,穿过原先的这条线,那么就有了⼆维空间,⼆维空间⾥的物体有宽度和长度,但是没有深度。
你可以试⼀试,在纸上画⼀个长⽅形,长⽅形内部就是⼀个⼆维空间。
⼆维空间有长度和宽度,没有深度。
哈哈!知道病位和病因了!⼆维空间有长度和宽度,没有深度。
三维空间三维空间⼤家肯定熟悉,我们⽆时⽆刻都⽣活在三维空间中。
三维空间有长度、宽度与⾼度。
三维空间⼤家肯定熟悉,我们⽆时⽆刻都⽣活在三维空间中。
三维空间有长度、宽度和深度。
哈哈!知道病位、病因和病性了!假定图中的⽴⽅体是肺癌,那么,病因—吸烟等、病位—肺、病性—恶性,是不是很清晰了?三维空间有长度、宽度和深度。
记住:⽆论是空间、时间、时空,从“点”开始,两个“点”连成“线”就上升⼀维;两条“线”相交成⼀个 “平⾯”就⼜上升⼀维;⼀个“平⾯”,⽐如⼀张纸,折叠“⽴⽅体”就⼜上升⼀维。
在多维空间⾥,“时间”也可以“折叠”、“弯曲”哦。
好了,开始进⼊烧脑阶段!前三个维度我们可以简单理解成长、宽、⾼,那么我们怎么理解四维空间?四维空间四维⽐三维多⼀维,它是什么?是时间!想象⼀下,左边有⼀个1分钟之前的我,右边则是现在我,将这“两个我”看成两个点,穿过他们连线,它就是四维空间⾥的线。
图解:从零维到十维空间零维让我们从一个点开始,和我们几何意义上的点一样,它没有大小、没有维度。
它只是被想象出来的、作为标志一个位置的点。
它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维度。
一维空间好的,理解了零维之后我们开始一维空间。
已经存在了一个点,我们再画一个点。
两点之间连一条线。
噔噔噔!一维空间诞生了!我们创造了空间!一维空间只有长度,没有宽度和深度。
二维空间我们拥有了一条线,也就是拥有了一维空间。
如何升级到二维呢?很简单,再画一条线,穿过原先的这条线,我么就有了二维空间,二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度。
你可以试一试,在纸上画一个长方形,长方形内部就是一个二维空间。
这里,为了帮助大家方便理解高维度的空间,我们用两条相交的线段来表示二维空间。
为了向更高的维度前进,现在我们现在来想象一下二维世界里的生物。
因为二维空间没有深度(也可以理解成厚度),只有长度与宽度,我们就可以将它理解成“纸片人”,或者是扑克牌K.J.A Q里的画像。
因为维度的局限,这个可怜的二维生物也只能看到二维的形状。
如果让它去看一个三维的球体,那么他只能看到的是这个球体的截面,也就是一个圆。
三维空间三维空间大家肯定熟悉,我们无时无刻都生活在三维空间中。
三维空间有长度、宽度与高度。
但是,我要用另一种思维来表达三维空间,只有这样,才可以向更高维度推进。
好,现在我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁。
我们就姑且把蚂蚁君看作是“二维生物”,我在二维的纸面上移动。
如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。
但是我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱,一个三维空间里的物体;这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。
(对了!就是传说中的虫洞)换句话说,把二维空间弯曲,就得到了三维空间,我们就可以这样来表达。
再解释一遍,在这个图示上,蚂蚁从A点消失,B点出现,你们想想,就是这意思,卷曲产生新的维度!好了,开始进入烧脑阶段!前三个维度我们可以简单理解成长、宽、高。
这里,为了帮助大家方便理解高维度的空间,我们用两条相交的线段来表示二维空间。
为了向更高的维度前进,现在我们现在来想象一下二维世界里的生物。
因为二维空间没有深度(也可以理解成厚度),只有长度与宽度,我们就可以将它理解成“纸片人”,或者是扑克牌K.J.A Q里的画像。
因为维度的局限,这个可怜的二维生物也只能看到二维的形状。
如果让它去看一个三维的球体,那么他只能看到的是这个球体的截面,也就是一个圆。
但是,我要用另一种思维来表达三维空间,只有这样,才可以向更高维度推进。
好,现在我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁。
我们就姑且把蚂蚁君看作是“二维生物”,我在二维的纸面上移动。
如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。
但是我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱,一个三维空间里的物体;这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。
(对了!就是传说中的虫洞)换句话说,把二维空间弯曲,就得到了三维空间,我们就可以这样来表达。
再解释一遍,在这个图示上,蚂蚁从A点消失,B点出现,你们想想,就是这意思,卷曲产生新的维度!那么在现实当中我们可以看到过去和未来的我么?不能!因为我们是三维生物,活在三维空间中。
就像上文提到的,那位二维生物只能看到三维物体的截面一样,我们作为三维生物,只能看到四维空间的截面,也就是现在的你、我、他;换句话说就是此时此刻的世界 。
假如我们是四维空间生物,我们就可以看到过去、现在、将来各个时段的我们自己。
但是,时间线只有一条,还记得前文中两条线交叉,将一维升级为二维么?那么现在,在四维这条时间线的基础上,我再加一条时间线和这条时间线交叉,五维空间就出现了!不懂?没关系!例子举起来!比如说,你大学毕业参加工作,工作了5年,现在是一名经理,那么四维空间里你只能看到大学毕业的你以及成为白领的这条时间线上的你。
如果当初你初中毕业就去学烹饪,现在是一名厨师。
那么这就是另一条时间线上的你。
在五维空间中,你可以看到成为经理的你,也可以看到成为厨师的你。
一张图看懂零维到十维空间事情是这样的,这周我给学生讲3dmax的课。
为了让学生了解三视图我就顺便科普了一下什么是零维、一维、二维、三维空间。
讲完不过瘾,感觉一支粉笔一块黑板讲维度是一件很爽的事情,那么。
..。
...。
接下来请同学们打开脑洞,看我用一支笔几张纸来为同学们展开从零维空间到十维空间之旅吧!零维让我们从一个点开始,和我们几何意义上的点一样,它没有大小、没有维度。
它只是被想象出来的、作为标志一个位置的点.它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维度。
一维空间好的,理解了零维之后我们开始一维空间.已经存在了一个点,我们再画一个点。
两点之间连一条线。
噔噔噔!一维空间诞生了!我们创造了空间!一维空间只有长度,没有宽度和深度.二维空间我们拥有了一条线,也就是拥有了一维空间。
如何升级到二维呢?很简单,再画一条线,穿过原先的这条线,我么就有了二维空间,二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度。
你可以试一试,在纸上画一个长方形,长方形内部就是一个二维空间.这里,为了帮助大家方便理解高维度的空间,我们用两条相交的线段来表示二维空间。
为了向更高的维度前进,现在我们现在来想象一下二维世界里的生物.因为二维空间没有深度(也可以理解成厚度),只有长度与宽度,我们就可以将它理解成“纸片人”,或者是扑克牌K.J。
A Q里的画像。
因为维度的局限,这个可怜的二维生物也只能看到二维的形状。
如果让它去看一个三维的球体,那么他只能看到的是这个球体的截面,也就是一个圆。
三维空间三维空间大家肯定熟悉,我们无时无刻都生活在三维空间中。
三维空间有长度、宽度与高度。
但是,我要用另一种思维来表达三维空间,只有这样,才可以向更高维度推进。
好,现在我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁。
我们就姑且把蚂蚁君看作是“二维生物",我在二维的纸面上移动.如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。
但是我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱,一个三维空间里的物体;这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。
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空间的维度(从一维到十维)
作者:戚耀磊
来源:《新高考·高一数学》2014年第05期
首先我要为这篇文章做一个简单的论述开头,什么是空间呢?
在经典的物理学上,宇宙中物质实体之外的部分称为空间。而在相对物理学中的解释为:
宇宙物质实体运动所发生的部分称为空间。(摘自百度百科)
维度是什么意思?维度空间从1维到10维详解到⽬前为⽌,⼀切还很简单,但接下来马上就要失控了。
我们需要同时使⽤空间和时间来定义我们在宇宙中的位置。
早在18世纪末,法国⼈达朗贝尔和拉格朗⽇就发现⽤于描述时间的数学语⾔和⽤于描述空间的⾮常相似。
所以,当时的数学家很快得出结论:时间就是第四维度。
将时间看作第四维度这种新的观念远超出维度的原始定义,⼤⼤地扩充了维的概念。
从那时候开始,维不再仅仅是描述物理的空间坐标,⽽成为描述确定物体状态的独⽴坐标或变量。
这⼀⼿实在⾼明,从此数学家可以运⽤⼏何分析这⼀利器去处理他们想研究的任何事情。
例如,现在⼀个经济学家可以将整个经济活动看作⼀个巨⼤的多维度客体。
⾯包和黄油的价格升降可以被描述为价格坐标在多维空间中的运动,与我们在前后或上下⽅向上的运动完全类似。
当然,这仅是描述经济状态的数百万个维度中的两个。
理解维度空间现在,请看本句末尾的这个⼩⿊点(英⽂中的句号,“.”),然后盯着它看。
恭喜,你已经⽬睹了零维空间。
现在⽤你的⼿指沿着纸边移动,然后再看看这整张纸,它们分别是⼀维和⼆维空间,也挺容易吧?但现在,尝试想象超过三维的空间。
很费解?别担⼼,很多⼈跟你⼀样。
“我个⼈⽆法想象超过三维的空间。
”伦敦国王学院的弦论学者迈克尔·杜夫说。
事实上,在⼯作中,他时常要处理⼗维或⼗⼀维的研究对象——⾃⼰都不能想象,理论物理学家为何还能对他们的理论充满信⼼?17世纪的法国数学家笛卡⼉把真实的⼏何空间转换成抽象的代数⽅程。
例如,你可以⽤⼀个⽅程描述⼀个长度不变的线段围绕⾃⼰的⼀端在⼆维空间⾥旋转形成的图形。
这个⽅程实际上描述了线段旋转时x坐标和y坐标满⾜的关系,这就是⼀个圆的代数表达。
这种想法⾮常了不起,从此以后,数学家只要通过引⼊更多的坐标,就能够随⼼所欲地增加维度。
⽐如,通过引⼊新的坐标轴z就可以像刚才描述⼆维空间中的圆形⼀样来描述三维空间中的球体。
1854年,数学家黎曼将⽴体⼏何(三维)推⼴到了任意维数,写出了四维、五维和六维空间中的“超球体”的⽅程。
⼀张图让你看清楚从0维到10维的终极解释长假期间,知著转发了⼀篇关于《⼀张图弄明⽩从零维到⼗维空间》,没想到引发了最⽕爆的转发,⽬前为⽌,有50多万的点击率,评论也有数百条。
该⽂的原⽂是转⾃公号“商⽼师的设计学堂”。
不过,看了这个估计还有很多争议。
七祖虽然毕业于华中科技⼤学和复旦⼤学,但只是⽂科⽣,尽管属于科幻迷,但对于⾼能的物理学还是知之甚少,我找到两个材料可以参考:⼀个是好玩版本,⼀个是严肃版本。
《从0维到10维的通俗解释》华为云服务器低⾄0.6元/天⼴告0维,就是⼀个点,没有长宽⾼1维:⼀根线2维:长宽3维:长宽⾼4维:加⼊时间线,在4维空间的⼈可以随意访问未来和过去的任何⼀点,但⽆法改变未来和过去。
5维:可以改变未来与过去,4维空间的⼈回到过去所做的任何事,都会⽴刻影响到这条时间线的所有事情,但5维空间的可以看到所有时间线,也就是说,在5维空间⾥的⼈是能够预见到所有蝴蝶效应的,可以参见《⿊⾐⼈3》⾥的那个预⾔家,他可以看到所有时间线,任何当前的⾏为,都会让他看到某个时间线因此⽽消失了,或者某个可能性将会被选择。
但⼀旦某个可能性被选择了,那么其他的时间线就消失了。
展开剩余94%换句话说(按照前⾯的规律),4维空间的⼈看到的只是某⼀条时间线⾥发⽣的所有事情,他⽆法从⼀个时间线,跳到另⼀个时间线,但5维空间的⼈可以给4维空间的⼈提供这样的可能性,他可以⾮常确定的告诉4维空间的⼈:你现在只要做某件事情,就可以导致你未来得到某个结果。
⽽4维空间的⼈显然是不能做到这⼀点的,因为即使4维空间的⼈回到过去改变了某件事情,由于蝴蝶效应,他也⽆法预料到改变这件事情所能够带来什么结果,只能在改变之后才看到。
再换句话说,4维空间的⼈只能看到5维空间的⼈所看到的所有时间线中的⼀个截⾯,如果让⼀个5维空间的⼈给⼀个4维空间的⼈表演神迹,那就是在4维空间⾥的⼈眼前,这条时间线会被5维空间的⼈随意变化。
5维空间的⼈搅动⼀下咖啡杯,或许4维空间的⼈就能看到未来的他在某个时刻的⾐服从蓝⾊变成灰⾊。
0维~11维你们真的懂了吗?零维————没有长度、没有宽度、没有高度(无限小)的点(比如奇点)。
一维————只有长度,没有宽度(无限细),没有高度的线。
二维————只有长度,宽度,没有高度(无限薄)的面。
三维————有长、有宽、有高的空间,这前几维都很好理解,不用画图,只记住一点就够了,我们三维世界里的点、线、面只是无限接近零、一、二维,而不是真正意义上的零、一、二维,因为在三维世界里画不出那样的点线面,即维度没有办法或目前没有办法向前跨越,高维想回到低维很难,比从低到高还难。
四维————在三维的基础上加上时间维,我们可以把自身理解成一个点,时间理解成一条线,你沿着时间线从小到大从生到死,只能顺序前进,不能停止和后退,这就是四维。
五维————四维的基础上加上可能性,即你在任意时间点上做出的不同举动可以产生任意种可能性,每种可能性会产生一条新的时间线,从任意点放射出去,但任意时间点上的任意时间线都是不交叉的,打个比方,比如你在高考时的一个决定会决定你现在是医生还是教师,假设你生活在五维世界,你是教师那条时间线上的,你要想去看看医生的你是什么样,你必须先回到高考时的时间,然后沿着医生那条时间线回到现在的时间才行。
六维————平行空间(平行空间非平行宇宙),六维就是使五维任意时间点上的任意时间线通过改变引力或重力使五维扭曲而相交,从而可以直接穿越到另一种可能性,而不必再回到改变决定的那个时间点重走时间线。
七维————把整个六维空间看做是一个点,即加入奇点,即时间开始的那个点,无数个这样的点组成的线即七维。
八维————在七维线上任意点会产生任意个宇宙,或与我们相似,或与我们完全不同,同五维一样,这无数个宇宙的可能性是不相交的,如果要穿越,需要先回到七维线上的任意点再选择另一个可能性的宇宙重走时间线才行。
九维————同六维的基础改变,就是通过改变引力或重力使八维扭曲而使不同可能性的宇宙时间线相交,达到直接穿越平行宇宙的能力。
从一维空间到十二维空间的讲解一维空间是我们最常见的空间形式,从数学上来说,一维空间即“线”,它是一条形状精确的直线,可以以长度来表示,并可将其看作一个特定的连续空间。
由于它只有一维,因此只要求知它的长度,就可以完全表示它,其他几何量可以不考虑。
二维空间也称为“平面”,它将一维空间沿着一个方向延伸出来,所以说,它是一维空间的升级版。
它由宽和长两个维度构成,描述的方式也有所不同,除了长度外,还可以表示出它的宽度,因此,要完全表示它,需要知道它的两个维度。
三维空间也称为立体的概念,它将二维空间的概念再次拓展,增加了高度这一维度,它由长,宽,高三个维度组成,表示它时需要同时知道它的三个量,才能完全表示出来。
四维空间是时空概念的延伸,它多了一个时间的维度,它把三维空间的概念延伸到了时间上,因此它的表示就要加上时间的量。
五维空间称为“弦”,它将四维空间的概念拓展到一个不同的维度,它由时间和四空间形成,这个维度可以用圆和长度来表示,要完全表示出来,就必须知道它的时间维度和圆的半径长度。
六维空间称为“面”,它是五维空间概念的延伸,它多了一个法线维度,它把五维空间拓展到面上,因此,它的表示就要知道它的法线维度,时间维度,半径长度和圆的半径长度。
七维空间称为“体”,它是六维空间的拓展,它加上了一个体积维度。
它是由时间,体积,法线,圆的半径和半径长度组成,要完全表示它,就需要知道这五个量。
八维空间称为“超体”,它是七维空间的拓展,它多了一个角度维度,它的表示就要加上它的角度维度,时间,体积,法线,圆的半径和半径长度,才能完全表示出来。
九维空间称为“立方体”,它是一个立体的概念,它的表示要加上时间,体积,法线,角度,圆的半径和半径长度,才能完全表示出来。
十维空间称为“球”,它由时间,体积,法线,角度,圆的半径,半径长度,半径长度,圆心和椭圆张力组成,要完全表示它,就需要知道它的这九个量。
十一维空间称为“双曲体”,它将球体的概念拓展到了一个不同的维度,它的表示要加上时间,体积,法线,角度,圆的半径,半径长度,圆心,椭圆张力,双曲线的两个焦点距离,才能完全表示出来。
一张图看懂零维到十维空间事情是这样的,这周我给学生讲3dmax的课。
为了让学生了解三视图我就顺便科普了一下什么是零维、一维、二维、三维空间。
讲完不过瘾,感觉一支粉笔一块黑板讲维度是一件很爽的事情,那么.........接下来请同学们打开脑洞,看我用一支笔几张纸来为同学们展开从零维空间到十维空间之旅吧!零维让我们从一个点开始,和我们几何意义上的点一样,它没有大小、没有维度。
它只是被想象出来的、作为标志一个位置的点。
它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维度。
一维空间好的,理解了零维之后我们开始一维空间。
已经存在了一个点,我们再画一个点。
两点之间连一条线。
噔噔噔!一维空间诞生了!我们创造了空间!一维空间只有长度,没有宽度和深度。
二维空间我们拥有了一条线,也就是拥有了一维空间。
如何升级到二维呢?很简单,再画一条线,穿过原先的这条线,我么就有了二维空间,二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度。
你可以试一试,在纸上画一个长方形,长方形内部就是一个二维空间。
这里,为了帮助大家方便理解高维度的空间,我们用两条相交的线段来表示二维空间。
为了向更高的维度前进,现在我们现在来想象一下二维世界里的生物。
因为二维空间没有深度(也可以理解成厚度),只有长度与宽度,我们就可以将它理解成“纸片人”,或者是扑克牌K.J.A Q里的画像。
因为维度的局限,这个可怜的二维生物也只能看到二维的形状。
如果让它去看一个三维的球体,那么他只能看到的是这个球体的截面,也就是一个圆。
三维空间三维空间大家肯定熟悉,我们无时无刻都生活在三维空间中。
三维空间有长度、宽度与高度。
但是,我要用另一种思维来表达三维空间,只有这样,才可以向更高维度推进。
好,现在我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁。
我们就姑且把蚂蚁君看作是“二维生物”,我在二维的纸面上移动。
如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。
但是我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱,一个三维空间里的物体;这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。
从一维空间到十维空间
我们从一个点开始,就像你所了解的几何意义上的一点。
没有大小没有维度,它只是被想象出来作为位置的标识存在于体系里。
第二个点可以用来标明另一个位置,但是这两个点之间已经形成有限的大小。
创造一维空间,我们只需要把任意两点用线连起。
一维空间的物体有长度,没有宽度和深度。
如果我们不保留一维的直线,而是画上第二条穿过第一条,我们就有了二维。
这里的物体表现为有长度和宽度,没有深度。
为了帮助想象高维空间,我们通过创造第二条直线来表现二维空间里的物体,相当于在第一条线上开了一条岔路。
现在我们来想象下:一个提升的第二维度的生物可以称作“平面生物”。
但是这种二维的生活是什么样的呢?
二维生物将只有长度和宽度,就像一张扑克牌。
看这张'平面生物'不可能有消化道,因为从嘴往下的食道将把他们分成两半。
尝试看到我们这个维度的'平面生物',只可以看到二维的形状。
拿个气球做例子,从小圆点开始,变成某一特定的空心圆圈,再缩回到一点,然后消失。
而在'平面生物'眼里,我们三维空间的人类看上去也很奇怪。
想想三维空间对我们来说很简单,因为我们无时无刻不生活在其中,一个三维物体有长度、宽度和高度。
但还有另一种对三维空间的描述方法。
如果我们想想一个蚂蚁爬过铺在桌面的报纸,我们可以认为蚂蚁是一个'平面生物',在一个二维的报纸平面上移动,
现在把报纸从中间卷起,我们让这个蚂蚁神奇地从二维空间的一个位置消失,转移到另一位置。
我们可以想象,通过把一个二维物体从中部卷起到达三维空间。
再来一遍,有助于我们想象高维空间。
如果我们可以通过这种方式来实现三维空间,那卷曲产生的第三维度,可以再二维空间里让一点连接到另一点。
前三个维度可以这样概括:长度、宽度和深度。
我们怎么标记四维空间呢?
答案就是持续时间!
如果这里有个一分钟前的我们,然后又想象出一个现在时刻的我们,两个版本间可以连出一条线,那就是四维空间里的线。
如果你在四维空间里观察你的身体,它会像一条长长的蛇,婴儿时期在一头,老年时期在另一头。
但因为我们在三维世界里随时间生活,我们和二维的'平面生物'很像,就像二维生物只能看到高纬度在二维的交叉平面图形。
我们作为一个三维生物,也只能看到在四维空间的自己身上看到交叉的三维部分。
作为维度嵌套很有意思的一方面是,低纬度不能意识到高纬度在发生的行为。
有个例子,这是一根带子,将它一端旋转再与另一端连接,然后在它的表面开始画线,这条线最终将连贯地把带子两面都画上,
'它神奇的消失了,就好像带子只有一面',二维物体将这样描述。
这意味着二维的'平面生物'在我们划下的线上移动,感觉好像离开了这个维度。
事实上,它在三维空间里滑行旋转,即使他以为自己只是沿着直线在走。
在第四维度,时间对我们来说就像这条直线,从过去到未来,这条四维的直线就像刚才那条带子,实际上在更高维度里被旋转扭曲了。
所以在四维里蛇形的我们,也感觉像在同一空间里走直线。
但如果在第五维,有多个分支,我们关注其中一个分支,这个选择完全凭自己、机会以及别人的行为。
量子力学告诉我们,微观粒子构成了整个世界。
各种可能性作为波,减弱直至确定一点。
在图中,可以发现我们是如何在多种未来有限地瓦解的。
这些未来包括五维空间里四维的线,这就是我们所经历的时间。
如果你想回到孩童时期拜访一下自己该怎么办?
我们可以想象是把四维空间之间卷曲一下,得到五维空间,跳到过去的时空。
但是如果你想去世界其他地方,在孩童时期你做了一个伟大发明,而到现在让你风靡一时。
可以想象第四维的我们,把现在这个时刻分叉出第五维。
但是你现在从哪走,幼年时发明家的时间线,不能提供现在的你可用的选择。
你不能从这里到达那里。
不管选择、机会或是别人的行为有多少包括其中,只有两种方法可用到达那个世界。
一个是回到过去的时间,不管如何引发你同你幼年使用发明的事件,然后到第五维度看可能导致的新的世界,但是这样要经历很长的时间。
更快的方法是把第五维度包括到第六维度里,这就让目标一下从一个位置跳转到另一个不同维度的时间线。
正如第四维的描述,我们把下一维度设想做单独一点,第四维度是一条可以连接一分钟之前的世界和现在世界的线,或者在更大的图景中,我们可以把维度看作是连接宇宙初始大爆炸,到最后一个可能的结果之间的一条线。
现在我们在说第七维度,我们将想象一条线,它将整个第六维度看做一点。
要这样做,我们就要想象出所有可能的时间线,可以从宇宙大爆炸开始,连接宇宙不同的结尾,一个无限的境地,然后将全部这些当做单独一点。
所以对我们来说,第七维度的一点僵尸无限的,包括所有可能的时间线,他可以或者可能是由大爆炸产生的。
当我们把无限描述成第七维度里的一点时,我们只是提到了图画的部分。
如果你画一条七维度的线,我们需要能够想象在这个维度里线的不同之处,因为我们要用这条线做连接。
但是无限之外还有什么呢?
答案是他可能回事一个完全不同的宇宙大爆炸产生的不同的无限。
不同的初始状况,可以产生重力或光速都不同的宇宙,产生我们这个宇宙多种可能性结局的时间线分支创造了可供连接的一个无限。
所以我们在七维空间里画的线,连接起其中一个无限与另一个无限。
这个解释的重要性在于将从七维空间里分叉出另一个无限,我们把这个称作第八维度。
正如我们之前所说的,我们苦在任意维度从这点跳转到另一点,只需要通过卷曲成更高的一个维度就行。
如果报纸上的蚂蚁可以说是三维空间里的二维'平面生物',然后把它的二维世界卷成三维世界,这就可以让蚂蚁从一个位置神奇地消失,又在另一位置出现。
我们现在俩设想第九维度,可以同样运用这一规律。
如果我们可以从第八空间线的一点跳到另一点,那可能是因为我们可以卷曲并通过第九维度。
在讨论第一维度之前,我们可以说一切从零维度开始。
关于一个点的概念,这个点代表系统里的一个位置,每一个点之间具有有限的大小。
第一维度里有这两个点,把他们用线连起来,当我们想象第四维度时,实际是在三维空间所有可能性连接线将其充满。
又可以看做一个点了,然后把一个四维的点和另一个连接,表示空间上的另一个阶段,这个用来连接的线就是时间。
七维空间包括大爆炸后产生的所有可能的时间线,再把它看做是单独一点(八维)。
然后将它与其他不同宇宙的所有可能时间线相连接,现在要达到十维空间,我们必须想象所有可能的枝杈,表示所有可能的宇宙中所有可能的时间线,并再把它看成是十维里的一点,越快越好。
为了去想象十维空间,持续以点和线表达,那我们就要想出另一点,同时我们也可以由它画出线,但是已经没有空间可以这样操作了。
但是我们已经设想出的所有可能的宇宙的所有可能的时间线已经成为了十维空间里的一点,这段旅程结束了~
弦理论称,十维空间里振动的超弦正是我们创造出的组成我们宇宙和其他宇宙的比原子更小的粒子。
换句话说,十维空间包含所有可能性,我们在设想十维空间时得出这个结论。