想象一下四維空間會是什么樣子呢?

2022-12-07 16:06

3個回答
一維是點,二維是線,三維是面點連成,線匯聚成面,而面應(yīng)該構(gòu)成的是一個形狀吧。它比我們地球更加的神秘和神奇。

維度確實是一個非常有意思的問題,M理論認(rèn)為我們的宇宙有十一個維度——十維空間+一維時間,而在我們的世界中,額外的七個維度緊密地蜷縮在了微觀尺度上。作為生活在三維空間里的蟲蟲,我們很難想象出更高維世界的樣子。

不過,在數(shù)學(xué)上還是可以對維度進行研究的,今天小三就來與大伙兒聊一聊空間維度的問題,畢竟功力有限,只能聊到四維。

首先,讓我們從零維開始。零維嘛,就是一個點,一個沒有大小的點。沒有大小的點?豈不是什么都沒有?沒錯,零維實際上就是什么都沒有,就是所謂的「無」!為了更好的描述和理解,我們還是引入了「點」的概念:

零維:只有一個點。

將這個點朝任意一個維度移動一定距離,并將移動前后的點連接,我們就得到了一維線段,一根只有長短,沒有粗細的線段:

一維線段:有兩個點、一條邊。

再將這根線段朝第二個維度平移一定的距離,并連接兩根線段的端點,我們就能得到一個二維平面,一個只有大小,沒有厚度的平面:

二維平面:有四個點(兩條線段的點2+2=4)、四條邊(兩條線段和兩對點的連線2+2=4)。

接著,我們將這個平面朝第三個維度平移一定距離,并連接兩個平面的各點,我們就能得到一個三維的立方體,這正是我們?nèi)粘I钪惺煜さ臇|西:

三維立方體:有8個頂點(兩個平面的點4+4=8)、12條邊(兩個平面的邊和四對點的連線4+4+4=12)。

按照這一思路,我們將三維的立方體朝著第四個維度平移一定距離,并連接兩個立方體的各頂點,我們就能得到一個四維的物體——超立方體。根據(jù)這樣的推斷,四維的超立方體應(yīng)該是這樣的:

四維的超立方體:有16個點頂點(兩個立方體的頂點8+8=16)、32條邊(兩個立方體的邊和八對點的連線12+12+8=32)。

值得一提的是,以上的四維超立方體頂多就只能算是它在三維空間的投影,真實的超立方體長什么樣,我們這些生活在三維空間里的蟲蟲是想象不出來的。因為,在我們的腦海里,并沒有第四個空間維度。

如果三維空間是立體的話,那么我認(rèn)為四維空間很可能是相當(dāng)于一個鏡子的世界,也就是會有兩個你的存在。
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