人生活在幾維空間,人類生活在幾維空間

人生活在幾維空間
人生活在三維空間 。
三維空間在日常生活中是指由長、寬、高三個維度所構成的空間,是人們看得見,并且感受得到的空間 。而且三維空間的物體能夠容納二維空間中的物體 。
三維空間中的“維”表示方向 。由一個方向確立的直線模式是一維空間,維空間具有單向性 。由兩個方向確立的平面模式是二維空間 , 二維空間具有雙向性 。同理,三維空間呈立體性 , 具有三向性 , 由三向無限延伸而確立 。
人類生活在幾維空間人類生活在四維空間 。除了一維空間、二維空間、三維空間 , 還有一個四維空間指的是時間 。一維空間是一條線,只有長度 。二維空間由無數個一維空間組成一個面 。三維空間是由無數個二維空間組成一個立體空間 。
四維空間不同于三維空間,四維空間指的是標準歐幾里德空間,可以拓展到n維;四維時空指的是閔可夫斯基空間概念的一種誤解 。人類作為三維物體可以理解四維時空,但無法認識以及存在于四維空間,因為人類屬于第三個空間維度生物 。
中國現在的空間三維空間 。
三維空間,日常生活中可指由長、寬、高三個維度所構成的空間 ??陀^存在的現實空間就是三維空間 。
“維”這里表示方向 。由一個方向確立的直線模式是一維空間,一維空間具有單向性 , 由Х向兩頭無限延伸而確立 。由兩個方向確立的平面模式是二維空間,二維空間具有雙向性,由X,Y兩向交錯構成一平面,由雙向無限延伸而確立 。同理,三維空間呈立體性 , 具有三向性,分別為X,Y,Z三向構成一空間立體,由三向無限延伸而確立 。四維空間呈時空流動性 , 被X,Y,Z和時間(T)四個方向共同確立 。
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擴展資料:
四維空間不同于三維空間,四維空間指的是標準歐幾里得空間,可以拓展到n維;四維時空指的是閔可夫斯基空間概念的一種誤解 。人類作為三維物體可以理解四維時空(三個空間維度和一個時間維度)但無法認識以及存在于四維空間,因為人類屬于第三個空間維度生物 。通常所說時間是第四維即四維時空下的時間維度 。四維空間的第四維指與x , y,z同一性質的空間維度 。然而四維時空并不是標準歐幾里得空間,時間的本質是描述運動的快慢 。
我們生活在幾維空間我們生活的空間是三維空間,但我們同時被時間所左右,也可稱為四維空間 。這其實是種概念而已,概念不同認識也不同 。雖然我們生活在三維空間,但我們所能看到的只是二維平面 , 兩只眼睛從不同方向交叉,由兩副不同距離觀察到的平面重疊而產生能判斷距離的三維視覺 , 因為人的眼睛只能看到三維,所以三維以上很難解釋 。正如一個智力正常,先天沒有一只眼睛,一只耳朵的人(這樣就沒有雙眼效應和雙耳效應),他就很難理解距離和方向,他很可能認為這個世界是二維的 。
簡單地說:0維是點,沒有長、寬、高 。一維是由無數的點組成的一條線 , 只有長度 , 沒有寬、高 。二維是由無數的線組成的面,有長、寬沒有高 。三維是由無數的面組成的體,有長寬高 。維可以理解成方向 。一個簡單的說法:N維就是N條直線兩兩垂直所形成的空間 。因為,人類只能理解到3維,所以后面的維度可以通過數學理論構建,但要仔細理解就很難.在量子力學,目前仍在建立的膜理論,則認為世界是十一維的. 為什么需要多維空間?我們首先假設有一些生活在二維平面世界的生命,它們的世界里只有長和寬 , 根本無法理解第三維——“高”這一維 。因此,它們對三維世界的感知只限于三維物體在平面世界的投影,或者三維物體與平面世界的接觸面,試想一想,一個平面生命怎么能夠通過投影來想象三維物體的豐富性和完整性呢?當三維物體與平面世界接觸時,三維物體在平面世界上的零碎片段,比如一張桌子的四根腳柱、人印在地面上的兩雙鞋印,更讓平面生命摸不著頭腦——這些拼不到一起的碎片究竟意味著什么呢?它們不能想象,四片互不相連的印跡怎么會構成一張完整的桌子呢?那斷斷續續的鞋印上怎么會有一雙完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然還有一個更加完整的人!用二維的眼光來打量這些碎片,你永遠不可能將它們拼成一個整體 。于是有一天,一個足智多謀的平面生命偶然想出一個絕妙的主意 。它宣布 , 平面世界之外還有一個“向上”的第三維,如果順著這些碎片“向上”看,其實碎片是一個完整的整體!這真是個驚人的見解 , 大多數平面生命都困惑不解 。相對論和量子理論的遭遇與這種情況非常相似,在我們的三維空間里,它們就像兩塊互不相干的碎片,永遠也拼合不到一起 。但把空間“向上”抬一抬 , 把宇宙變為十維空間,相對論和量子理論這兩塊看似互不相干的碎片就會令人震驚地結合得天衣無縫,成為一個更完整的理論大廈的兩根互相依存的支柱!雖然我們在三維空間中無法想象和描述一個多維的空間 , 但我們卻能通過復雜的數學方程推導出它的存在 。多維空間如何裂開?
在宇宙的極早期,它誕生的10^-43秒內,它的直徑僅有10^-33厘米,含有豐富的十維空間,所有的空間維都平等地卷縮在一起 。在那樣的空間中 , 宇宙的能量極高、溫度極高,所有四種力都融為一體 , 相對論和量子理論可以歸結為一個理論 。
但是,這樣高維度、高能量、高溫度的空間是極不穩定的,就像脹氣太多的氣球 , 于是大爆炸發生了 。維度被解散、能量發散、溫度降低 。三維的空間和一維的時間無限延伸開來,逐漸形成了我們今天可感知的宇宙;而另外六維的空間則仍然卷縮在普朗克尺度(即10^-33厘米)以內 。
當宇宙處在10^32K這樣極高的溫度(這溫度比我們得到的太陽的溫度高10^26倍)時,引力與其他大統一力分離開來,引力隨著宇宙的膨脹而不斷延伸成長程力,。隨著宇宙進一步脹大和冷卻,其它三種力也開始破裂,強相互作用力和弱—電力剝離開來 。
當宇宙產生10^-9秒之后 , 它的溫度降低到了10^15K,這時弱—電力破缺為電磁力和弱相互作用力 。在這一溫度 , 所有四種力都已相互分離,宇宙成了由自由夸克、輕子和光子組成的一鍋“湯” 。稍后,隨著宇宙進一步冷卻,夸克組合成質子和中子 。它們最終形成原子核 。在宇宙產生3分鐘后,穩定的原子核開始形成 。
當大爆炸發生30萬年后 , 最早的原子問世 。宇宙的溫度降至3000K,氫原子可以形成 , 其不至于由碰撞而破裂 。此時,宇宙終于變得透明,光可以傳播數光年而不被吸收 。
在大爆炸發生100至200億年后的今天,宇宙驚人的不對稱,破缺致使四種力彼此間有驚人的差異 。原來火球的溫度現在已被冷卻至3K,這已接近絕對零度 。
這就是宇宙的演變史,隨著宇宙的漸漸冷卻,力將解除相互的糾纏 , 逐步分離出來 。首先引力破裂出來,然后強相互作用力,接著弱力 , 最后只有電磁力保持不破缺 。
空間中的裂縫
超弦理論還給我們帶來一個更加令人震驚的結果:我們的空間結構居然是離散的,而不是連續的!在我們的日常經驗中 , 空間和時間總是無限可分的,但事實卻大謬不然 ??臻g和時間都有自己的最小值:空間的最小尺度為10^-33厘米,時間的最小值是10^-43秒 。因為當空間小到10^-33厘米后,時間和空間就會融為一體,空間維度就會高達十維 , 在這樣的情況下,即使空間還能分割,那也是我們目前所不能了解的了 。
事實上,量子理論就是關于“離散的量”理論,“量子”一詞的含意就是“一個量”或“一個離散的量” 。早在1900年,量子理論剛誕生時,科學家們就發現,在微小的粒子世界 , 能量是一份一份發出的,而不是連續發出的 。就像人民幣的最小單位是“分”,乒乓球只能一個一個地買,而不能半個半個地買,這些都是日常生活中關于事物不可無限分割的例子 。
雖然當時科學家已經知道了粒子能量的不連續性,但他們卻不知道為何有這種不連續性,只是被迫接受而已 。但現在我們都知道了,這與空間的不連續性密切相關 。正是由于空間有最小的、不可分割的單位 , 才會影響到基本粒子的能量發射方式 。
現在,我們基于時間和空間是連續的舊理論必須被拋棄,在普朗克尺度下,弦是一段一段的,開弦就是一段線,閉弦就是一個圓圈,每一個弦片攜帶的都是一份一份的動量和能量 。
空間具有一個最小的、不可分割的值 , 這個不可思議的現象會導致什么樣的結果呢?我們很容易想到:我們宏觀的空間結構是由一份份最小的空間包組合起來,在這一份份的空間包中間,極有可能存在著我們無法探測的空間裂縫!所謂“蟲洞理論”中在空間中鑿開一個洞口的設想,從理論上來說真的是可行的,這就是尋找相鄰空間包之間的裂縫,然后用難以想象的高能量轟開這個裂縫,一個蟲洞就出現了!可以說 , 小小的十維空間包以及它們之間的裂縫存在于我們空間的每一個角落,只要我們有足夠的能量,我們可以在任何地方鑿開一個蟲洞 。
大統一的宇宙
今天 , 我們深深知道,浩瀚宇宙中所有紛繁復雜的現象都可以追溯到同一個源頭 , 人類發現的大大小小的規律最終都可以被一個根本的規律所囊括 。為了理解這一點,我們以地球生命的發展為例:我們人類不同的人種都可以追溯到同一個起源,而人、猩猩、猿猴又可以追溯到同一個祖先,以此類推,所有的哺乳動物都擁有相同的祖先,所有的動植物也都擁有相同的祖先,最后 , 所有的生命都起源于同一個細胞——生命只有一個源頭 。
宇宙中所有星系的起源也同樣能夠追溯到同一個源頭,太陽系中的星體都起源于同一個星云 , 所有的星云都起源于相同的分子,所有的分子都由那幾百種基本粒子演變而來 。這樣,順著時間之流一直向上溯源,我們終于來到了大爆炸開始的時刻 , 在這里,空間、時間和物質都是融為一體的,一切都歸結為一點 。
宇宙從同一點出發,經過了100多億年的漫長歲月 , 進化出一個復雜多變的世界,但不管這個世界是如何千變萬化,在所有現象的背后 , 都有一個最根本的規律在運行,這就是宇宙起點時的源頭規律 。這個規律就是一個包羅萬象的規律——所謂“萬物至理”即是如此 。
這個“萬物至理”的理論就是超弦理論,它建構了宇宙開始時刻的十維空間圖象,隨著十維空間的崩裂,超弦理論也分裂成兩個理論——相對論和量子理論,此后,隨著物質豐富性的增加 , 它們又分裂成更多的理論 。今天,我們不斷向上回溯,終于描繪出了宇宙大統一的圖景——一個極具神秘色彩的十維宇宙 。

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