进入四维空间, “第四维”是什么

版权声明:转载 进入四维空间, “第四维”是什么 时请以超链接形式标明文章出自 正确的方法 !!!
https://cn.chinese-blog.org/jin-ru-si-wei-kong-jian/

“维”这个字来源于拉丁文,意思是“完全地加以量度”。那么,现在就让我们做几次量度。

假如有一条线,你打算确定这条线上某一个固定点X的 位置,使别人能够根据你的描述找到这个点。一开始,你在 这条线上随便确定一个点,把它算作“零点”。这样,你就 能够进行一番测量,发现X离开零点有两厘米远。如果X在 零点的某一侧,不妨把这段距离叫做+2,如果在另一侧, 那就是-2。

这样,只要大家都同意这些“规定”——零点的位置, 以及哪一侧为正,哪一侧为负——那么,只要用一个数,就 能确定一个位置。

既然在确定一条线上的一个点时,只需要用一个数字, 所以,这条线或这条线上的任意一段,就是“一维的”—— “用一个数字就能完全加以量度的”。

再假定有一大张纸,现在打算确定这张纸上某个点X的 位置。你也从零点开始测量,发现它在离零点5厘米远的地 方。但是,它是在哪个方向上呢?可以把它分成两个方向: 向北三厘米,向东四厘米。如果规定朝北为正,朝南为负; 朝东为正,朝西为负,那么,你就能用两个数字来确定这个 点了:+3和+4。

或许,你可以这样说:这个点离开零点有5厘米远,并 且与东西方向成36.87°的夹角。这时还是需要两个数 字:5和36.87°。无论你怎么干,总得有两个数字, 才能在平面上确定一个点。因此,平面或平面的任意一部分 都是二维的。

现在,假设有一个象房间内部那样的空间。一个固定点 X可以这样确定:它在某个零点以北5厘米,以东2厘米, 以上15厘米。你也可以用一个长度数字和两个角度数字来 确定这个位置。不过,无论用什么方法,都需要有三个数字, 才能确定房间里(或者是宇宙里)一个点的位置。

因此,房间也好,宇宙也好,都是三维的。

假设有这样一种空间,要想确定其中的某个确定的点, 必须用四个(或是五个,或者是十八个)数字才行,那么, 它就是一个四维的(或五维的,或十八维的)空间。在我们 这个普通的宇宙里,并不存在这样的空间,但是,数学家却 能够想象出这种“超空间”,并且还能推断出这种空间里的 数学图形会具有什么性质。他们甚至还研究出在任意维空间 中的数学图形所具有的性质。这就是“n维几何学”。

但是,如果我们所研究的不是固定的点,而是位置随时 间而变化的点,又该怎么办呢?如果你打算确定的是在房间 里飞着的一只蚊子,那么,就需要给出三个普通的数字:南 -北、东-西、还有上-下。接着你还得给出第四个数字来 表示时间。因为这只蚊子只在某个瞬间才会位于空间的某个 位置,你必须把这个瞬间也判断出来。

宇宙间的任何事物都是如此。我们占有空间——它是三 维的;此外,一定还要加上时间,才能得到一个四维的“时 空”。不过,对时间和其他三个“空间维”不能同样看待, 在某些关键的方程组中,三个空间维带有正号,而时间维则 必须带有负号。

因此,我们一定不要说时间是第四个维,而只能说时间 是某个第四维,而且它与其他三维不同。

【三思言论集】→【三思藏书架】→《你知道吗》  

〖本文由碧海听潮声扫校〗

41 “第四维”是什么?

http://www.oursci.org/archive/lib/explain/Expl041.htm

进入四维空间, “第四维”是什么
https://cn.chinese-blog.org/jin-ru-si-wei-kong-jian/

作者 tuenhai:这个星球上对大道理解最为深刻的人,著有《道解相对论》《圣医治国——黄帝内经客观点评》《理性即慧根》《父母怎么教育孩子》。咨询微信或QQ (备注 tuenhai.com)

相关文章: