數學意義上的四維空間,第四維並不是時間,降維打擊的原理

2020-12-05 幻海水手

有人說四維空間就是三維空間加上一個時間軸,這種說法其實說閔可夫斯基的四維時空,而不是普通含義上的四維空間。那麼幾維空間其實最直接的想法就是,在這個空間中過一點,可以作出幾條相互垂直的直線。比如說一維空間就是一條直線,在直線上任何一個點都只能作出一條相互垂直的直線,二維就是一個平面。我們在三維空間中想像不出來,這個四維空間上什麼樣的,但是我們可以把四維空間的立方體,投影到三維空間當中。

維度空間其實是一個數學概念,它跟我們用來解釋宇宙的物理學不是很一樣。在維度空間中有一個概念,叫做空間距離,在零維,它是一個點,所以它的空間距離就是零,任意兩個點之間距離都是零。如果一維空間建立一個圓點,在另一邊有一個點A,這個A點的坐標是x的話,那麼這個一維空間的距離S就應該等於X的絕對值。如果在二維空間有一個原點o,在任意一點有個點A,那這個點A的坐標是(x,y)的話,那麼這個點到O的距離用勾股定理就能算出來。

我們再看三維空間,如果三維空間圓點O,某一個點的坐標是(x,y,z)的話,那麼它到原點的距離就應該是,√(x^2,y^2,z^2).以此類推,四維空間就是√(x^2,y^2,z^2,m^2)。我們為什麼要解釋它的空間距離呢,因為空間距離這個量,當我們更改參考系的時候會保持不變。高維空間的一個另外特點就是,我們可以把高維空間通過投影的辦法變成低維空間,所謂的降維打擊大概就是這個意思。

從廣義上來理解,維度是事物「有聯繫」的抽象概念的數量,「有聯繫」的抽象概念指的是由兩個抽象概念聯繫而成的抽象概念,所以四維就是四個有聯繫的抽象概念組成的,第四個抽象概念是實時間,第四聯繫值為速度。不過人類當前還無法進入四維空間,倘若人類要進入四維空間,那麼首先人類需要適應四維空間的生存環境,因為四維空間與三維空間是有明顯差別的。

人類倘若能夠適應四維空間的生存環境,那麼人類將不會受到過去、現在、未來的限制,因為在四維空間裡,所有事情都是同步的,在電影裡面,我們甚至會擁有一些「神」技能,比如穿牆、瞬移等等,因為在四維空間裡人們不會受到時間和空間等等的約束,不僅如此,還可以預知未來的事情。說起來,四維空間好像還很神奇,那麼大家想去四維空間嗎?對於四

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    我們在地球上生活可能覺得時間過得比較慢,也感受不到四維空間,如果我們到了地球之外,或者宇宙中,速度較地球而言,變得很快很快,甚至可以達到光速時,就會明顯感受到時間的快速變化,這時候,在宇宙中過一天,可能地球上才過去了一年左右的時間,所以這也就應了那句俗話,「天上一天,地上一年」。