四維空間的簡單描述
四維空間的簡單描述
對四維空間,,一般人可能只是認(rèn)為在長,、寬,、高的軸上,,再加上一根時(shí)間軸,,但對于其具體情況,,大部分的人仍知之甚少,。 有一位專家曾打過一個(gè)比方:讓我們先假設(shè)一些生活在二維空間的扁片人,,他們只有平面概念,。假如要將一個(gè)二維扁片人關(guān)起來,,只消用線在他四周畫一個(gè)圈即可,這樣一來,,在二維空間的范圍內(nèi),,他無論如何也走不出這個(gè)圈。 現(xiàn)在我們這些生活在三維空間的人對其進(jìn)行“干涉”,。我們只需從第三個(gè)方向(即從表示高度的那跟軸的方向),,將二維人從圈中取出,再放回二維空間的其他地方即可,。 在我們看來,,這是一件簡單的事,但在二維扁片人的眼里,卻無疑是不可思議的:一個(gè)人明明被關(guān)在圈內(nèi),,怎么會(huì)忽然消失不見,,然后就出現(xiàn)在另一個(gè)地方! 對我們這些三維人而言,,四維空間的情況就與上述解釋十分類似,。如果我們能克服四維空間,那么,,在瞬間跨越三維空間的距離也不是不可能,。 下面再做一個(gè)試驗(yàn):將一些橡皮繩按經(jīng)緯線的樣式編成一張網(wǎng),將之張平,,我們可以將之近似看做是二維平面,,然后將一個(gè)小球放在網(wǎng)上,橡皮網(wǎng)在小球的重力作用下凹陷,,這就形成了三維空間,。 但從空間的內(nèi)部去觀察這個(gè)空間,卻往往是看不清的,,那些二維扁片人并未必意識(shí)到他們所生活的空間已經(jīng)發(fā)生了扭曲,。當(dāng)他們從平面來到這個(gè)凹陷處,并且這個(gè)凹陷已深到了一定程度,、或扭曲到一定程度時(shí),,二維扁片人也可能自由來往于三維空間。 這個(gè)引起空間扭曲的小球在我們?nèi)S世界的例子就是黑洞,。黑洞事實(shí)上是存在于四維空間的一種現(xiàn)象,,或者說,黑洞是連接三維世界與四維空間的通道(當(dāng)然在下絕不是說“如果誰要去四維空間,,就請往黑洞走”,,那樣只會(huì)“死無全尸”而已^O^)。我們有可能通過對黑洞的深入研究,,找到克服四維空間的辦法,,那樣的話,瓦普跳躍飛行就不再是夢想了,。 現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)證實(shí),,黑洞的存在確實(shí)會(huì)令周圍的空間極度扭曲。根據(jù)廣義相對論,,光線在正常的空間里以直線傳播,,但當(dāng)空間扭曲時(shí),光線會(huì)隨著空間扭曲的方向而扭曲,。如果能給一束射進(jìn)黑洞的光線拍照的話,,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),,光線呈螺旋形指向黑洞中心,因?yàn)楹诙吹木薮筚|(zhì)量已使周圍的空間扭曲得不成形了,。 但事實(shí)上,,這樣的照片是拍不出來的。因?yàn)楹诙催B光線也吸收,,我們根本無法通過肉眼看見它,,又如何能拍下照片(當(dāng)然在下指的是普通光學(xué)照片,如果是射電天文望遠(yuǎn)鏡,,說不定能拍到這奇異的場景),?四維空間的簡單描述?
日常生活中的三維空間是由長,、寬,、高三個(gè)維度所構(gòu)成的空間。
三維空間是一個(gè)我們看得見,、感受得到的空間,。
而四維空間是一個(gè)時(shí)空的概念,指的是標(biāo)準(zhǔn)歐幾里得空間,,可以拓展到n維,。根據(jù)愛因斯坦相對論所說:我們生活中所面對的三維空間加上時(shí)間構(gòu)成所謂四維空間。由于我們在地球上所感覺到的時(shí)間很慢,,所以不會(huì)明顯的感覺到四維空間的存在,,但一旦登上宇宙飛船或到達(dá)宇宙之中,使本身所在參照系的速度開始變快或開始接近光速時(shí),,我們能對比的找到時(shí)間的變化,。
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