克萊因瓶很詭異,地球的水倒進去也裝不滿,它或是四維空間的鑰匙

2020-12-04 六分鐘科普君

目前世界上已經確認存在四個維度空間,分別是零維、一維、二維和三維, 這四個維度空間都可以利用現有的物理知識進行解釋和描述,作為地球上最高等級的生物,人類就生活在三維空間裡面,所謂三維空間就是由無數個面組成的立體形狀的空間。

三維空間

在三維空間裡面,如果用一個瓶子裝水,很快就可以裝滿,而且無論這個瓶子有多大,只要人們往這個瓶子裡面不間斷的注水,總有一天會把瓶子裝滿,這種情況只適用三維空間,而科學家研究發現,在這個世界上可能存在比三維空間更高的維度空間,比如四維空間、五維空間、六維空間……甚至十一維空間,當然離人類最近,也是人類最感興趣的高維空間是四維空間。

四維空間

四維空間僅僅比人類生活的三維空間多了一個維度,因此人類總想試圖找到四維空間的入口,不過由於人類受到三維空間思維的固化,人類不要說找到四維空間,甚至都不知道如何去描述四維空間的結構,現在比較科學的說法認為四維空間,其實就是在三維空間的基礎上加上一個時間維度,雖然這個解釋看起來很合理,但是這也僅僅是猜測而已,並不是確切的答案。

實驗室中的克萊因瓶

在三維空間,任何瓶子都能夠裝滿水,但是科學家認為在四維空間,存在一個詭異的瓶子,這個瓶子容量非常大,即使把地球全部的水倒進去,瓶子也不會裝滿,這個瓶子就是著名的「克萊因瓶」,「克萊因瓶」理論的出現,讓科學家看到四維空間存在的希望,甚至有科學家斷言,「克萊因瓶」是人類打開四維空間的一把鑰匙,那麼究竟什麼是「克萊因瓶」呢?

克萊因瓶

所謂的「克萊因瓶」就是指一種沒有定向性的平面,就好像二維空間的平面沒有內外之分一樣,「克萊因瓶」的結構也很詭異,它的結構是這樣的:克萊因瓶的底部有一個洞,瓶子的頸部延伸後扭曲的插進瓶子內部,然後和瓶子底部的洞貫通,它沒有邊,表面也不會終結,也沒有內外之分。雖然克萊因瓶看起來結構很簡單,但是在現實生活中要想製造這樣的瓶子是非常困難的,畢竟它是四維空間的產物,目前人類只能用電腦來還原它的模型結構。

克萊因瓶結構圖

為什麼克萊因瓶永遠裝不滿呢?因為當水從瓶子的洞倒進去的時候,水可以通過內部直接飛到外部空間,根本不需要穿過表面,因為瓶子根本沒有內外之分,就有點像三維空間中的破瓶子一樣,倒進去的水流了出來,唯一的區別是克萊因瓶倒進去的水是真的進到瓶子裡面,而三維空間的水流到外部空間,這就是克萊因瓶的詭異之處,目前科學家還在深入研究克萊因瓶,因為它對人類了解四維空間有重要意義。

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  • 地球所有的水倒進去也裝不滿克萊因瓶,它或是四維空間的鑰匙
    2019-12-15 17:11:20 來源: 旅遊看湖南 舉報   空間的複雜我們想像不到
  • 克萊因瓶有多詭異?四大洋倒進去也裝不滿,它是四維空間的鑰匙
    在現實生活中,不管瓶子有多大,只要人們不斷往瓶子裡注水,瓶子裡就會有注水的時間,但這種情況只適用於三維空間。在四維空間裡,有一個神奇的瓶子叫「克萊因瓶」,即使倒進四大洋也裝不下。霍金一直強調人是四維空間的產物,而人類之所以感受不到四維空間,是因為人的思維方式早已局限於三維空間。為了解釋四維空間的存在,霍金向世界展示了一個簡單的例子。
  • 克萊因瓶有多神秘?四大洋倒進去也裝不滿,它是四維空間的鑰匙!
    在現實生活中,不管一個瓶子有多大,只要人們不斷往瓶子裡倒水,瓶子就會被裝滿,但這種情況只適用於三維空間。在四維空間中,有一個叫做「克萊因瓶」的神奇瓶子。不要說裝滿水,哪怕四大洋灌進去,也不可能是滿滿的。霍金一直強調人類是四維空間的產物。人類之所以不能感知四維空間,是因為人類的思維方式長期受到三維空間的限制。
  • 克萊因瓶或是四維空間的鑰匙,為何空間一共有11個維度?
    我們生活在三維空間中,只有一個時間軸,而在更高維度的空間裡,時間軸可能不止一個,於是「穿梭時空」有了實現的可能。20世紀的科學界,建立了多個宇宙模型,目的就是想研究宇宙的本質。空間有多少個維度?認識高維度空間得從四維空間開始說起,它是離三維空間最近的空間維度。有人會問為何我們感覺不到四維空間?
  • 著名的「克萊因瓶」是什麼?為什麼將地球上的水倒進去也裝不滿?
    那麼,高維空間又是什麼樣的呢?高維空間裡的物品又與我們三維空間的有哪些不同呢?今天,我們就來說說一個來自四維空間的瓶子的故事!所謂的來自四維空間的神秘瓶子,就是著名的克萊因瓶,這個瓶子的神奇之處在於,無論你怎麼向裡面裝多少水,這個瓶子都不會被裝滿。
  • 克萊因瓶很詭異,地球的水倒進去也裝不滿,它或是四維空間的鑰匙
  • 神奇的「克萊因瓶」,號稱永遠也裝不滿水,到底是怎樣造出來的?
    神奇的「克萊因瓶」,號稱永遠也裝不滿水,到底是怎樣造出來的?生活中的瓶子五花八門,不同的瓶子用處不同,但有一種叫做「克萊因瓶」的瓶子,小夥伴們有沒有聽說過呢?克萊因瓶永遠也裝不滿水,到底是怎樣製造出來的呢?
  • 克萊因瓶可以證明四維空間的存在嗎?
    理想中的克萊因瓶可以讓我們更好的理解四維空間,數學上也允許四維空間的存在,甚至M理論還主張宇宙是11維度的,在此之前的弦理論認為宇宙是25維的。所以說這些都是數學上的遊戲,目前沒有任何證據表明四維空間的存在。
  • 克萊因瓶是什麼?為什麼身處三維空間的我們沒法製造出它來?
    2維就是平面,3維就是我們身處的立體空間。和數學上的點動成線、線動成面、面動成體有異曲同工之妙。如果按照這樣的思路推理,那四維空間就是三維空間「動起來」的結果,一般認為就是物體可以在時間線上運動轉移。所以四維空間十分的神秘,現在還無法觸摸到它。而在科學家們摸索四維空間的過程中,他們提出了克萊因瓶這個神奇的瓶子。
  • 真的有我們摸不到的空間,四維空間,用克萊因瓶理論可以來解釋
    你知道克萊因瓶是什麼嗎?如果我問,這個瓶子能裝水嗎?你可能會笑,為什麼瓶子裡裝不下水?事實上,如果你這麼想,你就大錯特錯了,因為克萊因瓶不是你想像中的普通瓶子。讓我們看看克萊因瓶到底是什麼?克萊因瓶指的是一個無界限表面,它不能區分裡面和外面,也不能準確地用三維來描述的一個瓶子。這是在倫敦科學博物館展出的由三個克萊因瓶套成的雕塑,由艾倫·貝內特設計和製作。
  • 著名的「克萊因瓶」有多詭異?為什麼科學家窮其一生也無法造出
    簡單就說一維空間線,二維空間面,三維空間就是我們所熟悉的體,也就是我們所存在的這個世界。而從二維度的生物的視角看三維度,三維的的生物都會成為平面,那麼四維空間又是什麼呢?著名的「克萊因瓶」有多詭異?為什麼科學家窮其一生也無法造出?
  • 關於四維空間:你聽過克萊因瓶嗎?
    ,但和莫比烏斯環可以在三維空間中完美呈現不一樣,我們看到的克萊因瓶只是真正的克萊因瓶在三維空間中的投影而已,因為要完美體現克萊因瓶,需要額外的一維空間!那麼從這個角度來理解,克萊因瓶是否暗示了我們的宇宙還存在高維空間嗎?什麼是二維,三維和四維?我們一般所說的維度就是歐幾裡德空間,如果要討論閔可夫斯基空間請看作者其他文章。
  • 克萊因瓶是四維空間的莫比烏斯帶?科學家:有這種可能!
    克萊因瓶克萊因瓶是一個永遠無法裝滿水的瓶子,因為它並沒有瓶子的內外之分。而且最為重要的是,克萊因瓶只是一個概念,現實世界中並不存在,甚至這個瓶子還沒有足夠完善的理論支持!但這些並不妨礙這個瓶子成為科學家們的寵兒。
  • 為什麼我們永遠也造不出克萊因瓶?它是通往四維空間的工具嗎?
    在數學領域裡,克萊因瓶是指一種無定向性的平面,比如二維平面,就沒有「內部」和「外部」之分。就像一條足夠長的蛇,它不停地吃自己的尾巴,一直吃,遲到最後是什麼樣子?所以,大家應該能夠理解這種瓶子,並且能夠進行一定程度想像,但是我們卻想不出它完整的幾何結構1882年,德國數學家菲利克斯·克萊因首先在理論上發現了這種瓶子,因此億他的名字命名。
  • 為什麼把整個大海的水都倒進去,也裝不滿克萊因瓶?
    什麼是克萊因瓶在數學領域中,克萊因瓶是指一種無定向性的平面,比如二維平面,就沒有「內部」和「外部」之分。在拓撲學中,克萊因瓶是一個不可定向的拓撲空間。它最早是著名數學家菲立克斯·克萊因提出來的,但是克萊因的本意是, 「Kleinsche Flche」,也就是克萊因平面,沒有內部外部之分,但是後來傳成了克萊因瓶。
  • 為什麼說克萊因瓶造不出來?它實際上是四維空間中的一個扭曲的面
    所以說克萊因瓶的瓶頸是就是四維空間,然後和瓶底圈連起來的,不穿過瓶壁。克萊因瓶看著也和普通的瓶子沒有什麼區別,但是我們看到的只是它在三維世界的投影,也只是一個模型而已,真正這種扭曲的克萊因瓶是無法在我們所處的三維空間中製造出來。
  • 只存在於四維空間的克萊因瓶,四大洋倒進去也無法將其裝滿
    答案是肯定的,因為一個構造特殊的瓶子的出現就證明了人類是極有可能接近或者就存在於四維空間之中,這個神奇的瓶子名為克萊因瓶。克萊因瓶原本出現在數學領域,它屬於一種沒有定向性的平面,在電腦模擬的畫面中,克萊因瓶雖然是立體的,但它卻具有二維平面的性質,因此它沒有外部和內部之分。
  • 只存在於四維空間的克萊因瓶,四大洋倒進去也無法將其裝滿
    克萊因瓶。克萊因瓶原本出現在數學領域,它屬於一種沒有定向性的平面,在電腦模擬的畫面中,克萊因瓶雖然是立體的,但它卻具有二維平面的性質,因此它沒有外部和內部之分。而在現實中,由於克萊因瓶沒有內外部之分,因此無法被人類創造出來,但科學家仍然可以使用電腦進行還原。
  • 一個高緯度的科學猜想,克萊因瓶,永遠也裝不滿的瓶子
    說到克萊因瓶,很多人都聽過克萊因瓶,就算是四大洋的水也裝不滿,也可以說克萊因瓶是一個永遠也裝不滿的瓶子。那麼克萊因瓶到底是什麼樣的呢?讓我們一起來了解一下吧。自此之後,克萊因瓶就影響了整個世界,在數學領域,是指一種無定向性的平面。在拓撲學中是一個不可定向的拓撲空間。克萊因瓶的底部有一個洞延長到瓶子的頸部,而且扭曲的進入瓶子的內部,然後和底部的洞相連接。和我們平時用來喝水的杯子當然不一樣,這個瓶子,它的表面不會終結,並且也沒有內外之分。
  • 一個高緯度的科學猜想,克萊因瓶,永遠也裝不滿的瓶子
    說到克萊因瓶,很多人都聽過克萊因瓶,就算是四大洋的水也裝不滿,也可以說克萊因瓶是一個永遠也裝不滿的瓶子。那麼克萊因瓶到底是什麼樣的呢?讓我們一起來了解一下吧。1882年的時候,德國科學家菲利克斯.克萊因發現了一個影響深遠的瓶子,那就是克萊因瓶。自此之後,克萊因瓶就影響了整個世界,在數學領域,是指一種無定向性的平面。在拓撲學中是一個不可定向的拓撲空間。克萊因瓶的底部有一個洞延長到瓶子的頸部,而且扭曲的進入瓶子的內部,然後和底部的洞相連接。