克萊因瓶可以證明四維空間的存在嗎?

2020-12-06 科學黑洞

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。

大家從市場上買的克萊因瓶或者圖片中展示的克萊因瓶並非是真正意義上的克萊因瓶，它們在三維空間中難以完全呈現，因為少了一維空間所以做出來的克萊因瓶內部有重疊。

我們可以先簡單理解和克萊因瓶類似的無定向拓撲空間莫比烏斯環，它展現的是在二維空間上可以實現向任何方向運動最終都可以回到原點的性質。但是莫比烏斯環卻只有在三維空間中才可以呈現，克萊因瓶類似可以實現在三維空間上向任何方向運動都可以回到原點。但是真正的克萊因瓶只能在四維空間中可以實現。

類似於宇宙的有限無界模型，我們向任何方向運動都不可能到達宇宙的邊界，因為宇宙就沒有邊界，但從四維空間上來看宇宙可能是有限的。例如地球整體就那麼大我們在地球表面上運動永遠找不到邊界。

克萊因瓶也是基於數學而成，詮釋不了四維空間的存在，宇宙中是否包含多個平行的小世界和克萊因瓶也沒有什麼聯繫。比如我們所在的世界是三維空間加上一維時間的，那麼我們的世界裡包含多個二維空間的世界嗎？有人無數的二維空間構成了三維空間，那麼只有長寬沒有高度的二維世界是如何構成三維空間的？

要想製造真正的克萊因瓶需要額外的一個空間維度，通過克萊因瓶可以很好的理解四維空間，僅此而已。

文/科學黑洞，圖片來源網絡侵刪

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  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 克萊因瓶需要額外維度才能實現，它是否能證明世界還存在更高維？
    和莫比烏斯環一樣，克萊因瓶無疑也是一種奇葩般的存在，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？
  • 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?
    大家平時看到的現實版克萊因瓶都不是真實的，都是簡化版。那克萊因瓶的具體結構到底是怎樣的呢？我們可以這樣描述：一個瓶子底部有一個洞，現在延長瓶子的頸部，並且扭曲地進入瓶子內部，然後和底部的洞相連接。他最初的瓶子又叫做「克萊因平面」，並不是個瓶子，後來為了方便普通人理解，就變成了一個並不存在的瓶子。從物理學上說，克萊因瓶本質上是個三維概念物，因此只能夠存在於四維空間。我們可以類比莫比烏斯環，它是個二維概念物，只能夠存在於三維空間。為了便於直觀了解，在三維空間中出現的克萊因瓶總是呈現出自己與自己相交的樣子，但是真實的克萊因瓶的瓶頸是穿過四維空間再和瓶底圈連的，並不會穿過瓶身。
  • 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
    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
  • 克萊因瓶或是四維空間的鑰匙,為何空間一共有11個維度?
    準確的說，我們無法感知四維空間，是因為「感官」限制了人類。大腦是認識世界處理外界信息的核心，它的缺點就在於處理不了四維空間的信息。我們可以用數學的方法，在紙上模擬計算四維空間，可我們就是感知不到四維空間具體是什麼樣子的。把大腦比喻成計算機，那它就缺少了認識四維空間的程序。
  • 「克萊因瓶」在現實中真的能找到嗎?相對論四維時空給您答案
    也許有人會反駁，電磁場不是實體，但是我們一樣研究啊，其實電磁場本身就是一種客觀存在的事物，它並非我們為了方便研究而虛構出的事物，它是一種真實存在。但是數學研究的事物可以完全不管物理世界，也就是說數學可以脫離物理世界而存在，比如剛剛談的「四維空間」，這就是一個脫離物理世界的研究對象。但是有網友又會反駁說「克萊因瓶」不就是一個四維空間的物體嗎？
  • 你知道克萊因瓶究竟是什麼嗎? 它竟不可以裝水?
    這麼想的話你就大錯特錯了，因為克萊因瓶並不是你所認為的普普通通的那種瓶子，這和黃油貓悖論、上帝悖論以及烏鴉悖論有些相似，下面我們一起來看看克萊因瓶到底是什麼。看看它有什麼奧秘!1.你知道克萊因瓶是什麼嗎?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。
  • 有人說克萊因瓶製造不出來?那市場上出現的克萊因瓶又是什麼?
    我們日常生活中看到的「克萊因瓶」實際上是真正的「克萊因瓶」在三維空間中的類似，要想完美的呈現出克萊因瓶需要額外的一個空間維度。而克萊因瓶在三維空間中它的瓶頸和瓶身是相交的，這意味著某些位置佔據了一個空間維度。
  • 四維空間並不是三維空間加上時間的產物,否則造不出克萊因瓶
    如果說四維空間是三維空間加上時間的話，那麼被大吹特吹的，說是四維空間在三維空間的投影的，永遠裝不滿的克萊因瓶，在四維空間裡也造不出來因為四維空間只是加了時間，只會造出無數個時間線上的三維克萊因瓶。就跟我們現在造的一個樣，這顯然是不對的。克萊因瓶是一個實體的產物，加上時間並不能被實際造出來。
  • 四維空間並不是三維空間加上時間的產物，否則造不出克萊因瓶
    ，永遠裝不滿的克萊因瓶，在四維空間裡也造不出來。因為四維空間只是加了時間，只會造出無數個時間線上的三維克萊因瓶。就跟我們現在造的一個樣，這顯然是不對的。克萊因瓶是一個實體的產物，加上時間並不能被實際造出來。因為時間只是我們人類幻想出來的虛擬的產物，比如說，時間的起源，現代宇宙學就認為宇宙大爆炸之前是沒有時間的。但是宇宙大爆炸之前是肯定有空間的。
  • 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
    本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文筆者－小文人類所處在的世界，是可以看得見摸得著的三維世界一些人從螞蟻身上得到啟發，既然螞蟻無法認知真實的世界，那麼人類是否也因為思維受到限制，而無法認識到第四維度的存在呢？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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 生存在3維空間的人類,為什麼無法造出「克萊因瓶」?
    引言：有科學理論提出了宇宙最高有十一維度的觀點，而人類只存在於三維空間，且對於高維度的空間可以說是一無所知。然而人類能夠從數學的角度塑造出四維空間的物體，它就是克萊因瓶。但是科學家表示我們所看到的克萊因瓶並非真正的克萊因瓶，這是為什麼呢？
  • 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。
  • 一個簡單的克萊因瓶,為什麼窮盡科技都造不出來?差了一維空間!
    在我們所在的三維空間中，有兩個不屬於三維的存在，一個就是前文所說的莫比烏斯環，另一個就是和莫比烏斯環齊名的克萊因瓶！克萊因瓶和莫比烏斯環到底有什麼區別？莫比烏斯環可以現場製作一個，一條紙帶一頭轉180度和另一頭粘接，然後就形成了一個莫比烏斯環，這是德國數學家、天文學家莫比烏斯和約翰·李斯丁在1858年獨立發現的。