二维空间的封闭是圆,三维是球,那四维是什么?

谷原明


高纬度是低纬度的无限叠加。一纬是线二维是面三维是体,四维是体的过去与未来连成的轨迹,四维的闭合就是现在,即刻就是不可突围的顶点。五维是引力,在引力作用下可以扭曲时间线,在场的漩涡周围充斥着无限多快与慢的时间网。六维是质量(不是重量),质量散发着引力波,扭曲着低纬度的一切时空。七维是能量,宇宙中所有一切都归于能量,无论你是什么纬度看,都是能量的一部分,存在的,哪怕是零维的一个点,有点就有时空就有能量,什么都没有称之虚无(那是宇宙的边缘外)。 宇宙第一定律,存在的任何事物都是在同一维度,维度只是观察事物的视角 宇宙第二定律,低纬度无限叠加成高纬度 宇宙第三定律,有便是有,无即是连无都无



把爱国当成一生的事业


首先咱们先抛开封闭。一维是线,二维是面,三维是体,按照 推理类比的方式:从一维到二维是一维的无限叠加,从二维到三维是二维的无限叠加。

现在回到封闭状态,从圆到球,也是无限叠加的结果。 那么现在就可以想象从三维封闭的球到四维封闭应该也是无限叠加的!

理论也是如此,第四维是时间轴,这就证明了三维球体在第四维的时间轴上是无限多个的!

那么第四维封闭状态存在着 三维宇宙的过去和未来。我们宇宙的每一个“时刻”都是一个球,这个无数“时刻”连起来构成了宇宙的过去和未来!


科学认识论


上海科技报科普问答主持人:主任记者 吴苡婷

想象一下,就空间来说,零维是一个点,一维是一条线,二维是一个平面,在二维空间里,有两个方向能够相互垂直,如果你把它想象成一个正方形就很好理解,同一个交点的两条线是相互垂直的。

同理在三维的空间,应该有三个方向能够相互垂直,想象一个立方体,同一个交点的三条线是相互垂直的。如果是一个四维空间,应该有四条线有同一个交点且能相互垂直,这被称为超立方体。我们没有见过这样的东西,我们也不知道是否存在这样的空间,但是我们可以想象,如果存在这样的空间,三维在四维以内,我们能观察到什么现象?可以类比推测一下,如果二维里有一个圆穿过一维的一条线,如果一维空间里有东西能看到它,他会看到他的世界里先出现了一个点,然后这个点两端延长变成一条线,当这条线到一定长度后会缩短,最后又变成一个点,最后消失。同理,如果三维空间的球穿过二维空间的面,假如二维里有东西能看到它,他就会看到他的世界里先会出现一个点,然后这个点会变大变成一个圆,大到一定程度后会缩小,最后变成一个点再消失。

根据这个现象我们可以推测,假如四维空间里存在一个超球,现在这个超球穿过我们的空间,我们会看到空间里先出现了一个点,然后这个点会变大成一个球,然后在大到一定程度后会缩小,最后再变成一个点,消失。


科坛春秋精选


首先,二维封闭空间不一定是圆,题主只要想想看曾经学过哪些平面几何图形就知道,有三角形、四边形以及任意曲线围成的闭合图形。此外,三维封闭空间也不一定是球体,三棱锥、圆台、长方体等等都是三维封闭空间的形状。

我们知道,零维是一个点,没有长、宽以及高度的概念。一维是一条直线,由无数个零维点组成,只有长度的概念。而二维是一个平面,由无数条一维直线组成,只有长和宽度的概念。同样的道理,三维是一个立体,由无数个二维平面组成,有长、宽以及高度的概念。我们生活在三维空间之中,只能感受到三个维度,而对于第四个维度是什么很难想象。不过,我们可以根据前面的规律来推断四维空间是怎样的,四维空间应该就是由无数个三维空间组成的。

那么,生活在四维空间中能看到什么奇特的现象呢?这个问题不好回答,但可以参考生活在三维空间中的我们观测二维的情况。假如在一个封闭的圆圈内住着二维生命,那么,圆就会使他与平面的其他部分分隔开来,他看不到圆外的世界。然而,在生活于三维空间中的我们看来,我们可以直接透过圆看到二维平面的其他部分,我们看二维的一切都是透视的。同样的道理,生活在四维空间中的生命看三维的一切也都是透视的,也就是说他们能看到我们身体中的任何器官,他们能直接透视我们。

总之,我们没到过四维空间,我们不清楚究竟是怎么回事,但我们可以根据我们所知的情况进行合理的推测。


火星一号


首先需要说明,在二维空间里,封闭的空间可以由任意的闭合的曲线围成,并不一定要求是圆形;同样的,在三维空间中,封闭的空间可以由任意的闭合曲面围成,也不要求是球形。

当然,我们可以对闭合的曲线和曲面做一些约束(例如一些对称性的要求),这样,就可以把曲线或者曲面是圆和球面了,那么怎么想象第四维度是怎样的呢?

我们不妨从三维空间和二维空间的相互关系开始想象起,假如我们只能看到二维空间,我们通过对二维空间的观测来想象三维空间。我们这时看不到「球」,但我们可以看到「圆」。在这种情况下,将考虑把球分割成两部分的各个截面时,我们会发现这些截面都是圆形的,这可以看成是二维空间的人对三维空间的一种理解——任意的截面(或者投影)都是圆形,这些圆的大小可能不同。

类似的,我们就可以考虑四维空间的情况了,把圆和球的情况推广到四维,在定义上是很简单的,在对称的情况下,这个包围住四维空间中的一块区域的「曲面」其实就是在空间内所有到某一固定点的距离相等点的集合,而它的内部就是被围起来的封闭空间。虽然我们看不到第四维度,但我们仍然可以想象一下四维空间在三维空间中的一个「截面」,只不过这时的「截面」变成了「截『体』」,当我们用三维空间去切一个四维空间时,我们每次都可以看到一个球,这些球的大小可能不同。


傅渥成


在爱因斯坦的时空观里,时间流逝第四个维度,并且时间这个维度可以延伸至多达7个维度,加上我们熟悉的三维是世界,总共会有10个维度!

说到这里,肯定会有人质疑:你连时间和空间都不分?四维空间和四维时空都不分?

但为何时间不能是空间的一种表现形式呢?并没有哪条理论规定了时间不能是空间的一种!而且恰恰相反,爱因斯坦的广义相对论明确表示时间和空间是不可分割的整体,简称“时空”,任何把它们分开区别对待的没有意义!

如果是这样,我们每天抛开时间去讨论所谓的“三维世界”有意义吗?

很多时候,定式思维害了我们,长宽高就是我们眼里的三维表达形式,于是很多人习惯性思考第四维度也应该是像长宽高一样的“具有方向”的维度!但无论如何我们就是找不到这样的“第四维度”。

这就像我们经常说的那样“没有困难制造困难也要上”。很多时候,答案很简单。甚至就在我们眼前,但我们就是看不见,认为答案怎么可能如此简单?

空间离开时间没有意义,时间离开空间也没有意义,某种意义上这不代表着时间就是一个维度吗?就在我们眼前的第四维度,为何我们视而不见而就是要苦苦寻找那些所谓的“第四维度”呢?


宇宙探索


打搅。

首先你要知道肉眼你看不到四维。

你的肉眼只能接收2维的信息,因为

  1. 你的视网膜的视觉感受神经分布在二维平面
  2. 你看到的图像一定位于你视线的垂直方向,
  3. 进入你眼睛的每一条光线只能携带在它光线上的离你最近的非透明的一个点的信息

与其的构造有关,以下是他的构造

左边是视网膜,右边的图形发出光线通过瞳孔和晶状体折射到视网膜(图画丑了将就看一下吧),形成一个二维图片,同时将信息传递给大脑,所以三维肉眼的成像是你前方物体在你这个方向的表面形成的图像。如果光延直线传播,你看不到任何非透明物体之后的像(紫色表示)



至于为什么你觉得你看到的是三维?这只是你的脑补而已。多个眼睛在空间中不同位置(景深)因为视角差别能看到不同的二维平面,分析多个二维平面的不同可以判断三维物体的远近。所以二郎神和蜘蛛和复眼昆虫也只能看到三维空间,假设视力接近,二郎神的空间立体感和判断远近的能力很可能优于我们。




为方便理解四维视野,先介绍下二维的视野。

如果二维的肉眼能看到图像而且机制和目前的三维动物一样,那二维眼睛的结构看起来一定是下面这样:

左边的视网“线”接收到来自右边的图形发射的光线,经过瞳孔,通过晶状“片”的折射,形成的像在一条线上,同时把视觉信息传递给大脑,如果光延直线传播,它看不到任何非透明物体之后的像(紫色表示)



如果四维的肉眼能看到图像而且机制和目前的三维动物一样,那四维眼睛的结构看起来一定是下面这样:

左边的视网“三维膜”接收到来自右边的四维物体发射的光线,经过瞳“球”,通过晶状“胞体”的折射,形成的像投射在视网“体”上,同时把视觉信息传递给大脑,如果光延直线传播,它看不到任何非透明物体之后的像(紫色表示)



可见这个四维眼看到的是一个三维立体的图形。

这也就是说,给他们任何一个三维物体,如果他们沿着该三维物体厚度(三维物体在他们的世界看起来很薄,因为在第四维方向没有厚度,光会照亮这个三维物体内的每个点)的方向看,这个三维薄片的每个光线都会被他们的视网“三维膜”捕捉到。他们可以同时看到这个三维物体的每一个点。举几个例子:

当你递给他你的手机,他可以同时看到你手机的每一个零部件。

当你给他一个未打开的俄罗斯套娃,他不需要打开就能看到每个套娃。虽然中间的套娃被三维空间封闭,但在四维空间是露在外面的。如果不存在在第四维方向的束缚,中间的套娃会掉到外面去。

当一个三维人来到他的世界,他身上的每个细胞都露在了外面,他将惨不忍睹 他在瞬间就流完体内的血,各种器官虽与身体有连接不会乱跑,但它们会在四维空间中挂着身体风中摇晃。

当你拿给他一本三维书,他不需要翻书就能看到这本书里面的所有文字。虽然上一页和下一页的字都粘在了一起。

他们的脑子也比我们多一个维度,很可能轻松接受多一个维度的信息量。如果你在横方向给这个四维眼切出一个切片,这个切片很接近我们眼睛的结构。

以上这几段只是对上面粗体那句话的解读。

目的是想让你们感受一下我们三维的语言描述起四维空间是多么的苍白吃力。简单一句话的理解都需要我冗长的内容去概括。要很好的理解这句话,需要你对四维空间有一定的了解。



如果五维的肉眼能看到图像而且机制和目前的三维动物一样,那五维眼睛的结构看起来一定是这样:

左边的视网“四维膜”接收到来自右边的五维物体发射的光线,经过瞳“超球”,通过晶状“五维体”的折射,形成的像投射在视网“超体”上,同时把视觉信息传递给大脑,如果光延直线传播,它看不到任何非透明物体之后的像。


我去解释五维好比让一个精通二维语言的人去解释四维一样贫乏。

二维的书大概长成和这两个汉字这样:卅,爪

也可能长成和M一样的折行,也可能像鸣门卷

二维书的其中一页纸是一条线,它们只能在这张纸上面书写点和线。

写起来像是这样:- ·- —- — -- -— - — --· — ·

我们可以用一句话概括他们的所有文字:同一平面的连续或不连续的直线和点

我们的世界也存在类似的二维语言。我想到了两种二进制语言:计算机CPU依赖的01语言和摩斯电码。

假设二维有智能生物存在,他们的脑子一定很简单。他们的数学有可能也是二进制,因为二进制对他们来说方便。以其一维视野去理解平面几何就显得很费力,如果你去和他讲立体几何,他们一定会觉得你在扯淡,甚至会认为三维物体根本无法想象。

他们时间的一本书。很可能只能记载几句话。很可能由于脑细胞数量的限制。相同厚的一本书, 他们阅读一本书的时间很可能与我们接近。


刘砥柱


看了大家这么多的讨论,对维度的理解都无法统一。我来帮大家理清一下思维,所有回答基本可以概括为三个逻辑体系,不同体系之间的逻辑是无法很好地交流理解的,只会引起逻辑混乱。


1,哲学体系:

只有在哲学体系里才会有提到主观和客观这个概念。

任何人为创造的概念都是主观概念:时空和维度都是。纯客观角度,宇宙不存在时间和空间的概念。当然人不可能纯客观,站在哲学上的客观理解,维度是可以无限的,但人类能感知的只能到三维。任何关于四维的描述只是想象和逻辑推论。


2,科学体系

很多人争议点集中在时间能不能作为一个维度。

时间也是人为创造的概念,为了表述物质运动,涉及到速率、动量等参数。

当时间参合到维度去讨论时,描述的就不仅仅是客观物质存在的维度,而是世界万物运转状态、规律的复合。这里的维度实际是维度空间的运动轨迹。

那些所谓的科学家认为维度可以达到11维,只是数学体系数据推导。放在哲学体系和普通认知定义体系是说不通的!

但就题主所提问题来看。只是需要解答维度的普通定义。



3,维度的普通定义

维度的普通定义,即点为零维,线为一维,面为二维,立体为三维。

四维是什么?

这里你不能串到哲学体系去说:客观上任何点放大都是三维的。也不能串到科学体系上去说:不运动的点是零维。(实际上没有任何点是绝对静止的!)

这里的讨论就是立体的叠加态是什么样子的!

其实当人类飞上太空,能从宇宙角度看地球,就已经突破了一定程度的三维界限。只不过仍然看到的是三维球体。那是因为观测者仍然是三维生物。

如果有四维生物,三维世界在它们眼里是打开的,没有时空的界限。人类也无法准确描述清楚。


姝子


其实这个问题是思维突破的问题,要想知道四维空间的圆什么样?首先我们得知道四维空间什么样,知道了四维空间,那么就不难理解四维空间里面的“

”或“球”了。

但是四维空间对于我们这些生活在三维空间的人类来说实在太难以想象了,但是我们可以用数学的思维,把问题简化,就是如果三维立体的问题解决不了,可以先把问题简化成二维的问题。比如:一个面可以把空间分成几部分?那么接下来2个面呢?3个面呢?n个面呢?其实我们如果降低到二维来回答这个问题就是:一条线把平面分成几部分,然后是2条3条......n条线,找到了二维里面的解题思路,在扩展到三维。

同样的方法,既然以直线的中点旋转得到了二维的圆,二维的圆以直径为轴旋转得到了三维的球,那么四维的球就是以一个球的最大切面(我们定义为直径面)为轴旋转得到的。

虽然我们建立了四维的“球”,但是我们还是无法想象这个四维的“球”什么样?同样的思维方法:二维的生物,看圆其实是一个直线,只有他走动的观察,才感知到了直线弯曲。二维的生物看三维的球仍然是直线,并且他能想象的就是一个圆,根本就不知道有这个球的存在。而三维的生物看到的球其实也是一个平面,只有走动的观察,才感知到了面弯曲了——才能想象到一个球。那么四维的生物,看三维的球跟本不用移动就能看到球的整体,一眼就把所有的球体看“穿”了,而我们三维的生物看四维的球,怎么看都是一个面,移动的观察也只能感知它是个球。但是在四维人的眼中他看到了球,而能感知的是若干个球。


时间隧道5


爱因斯坦定义第四个维度是时间 好多人不理解 时间不是人定义的虚拟产物吗 为何时间却成了真实的维度呢 客观上说宇宙中确实不存在时间 难道爱因斯坦错了?普通人的思维局限性就在于此,必须亲眼见到才能理解什么是时间!世界上的大智慧人物前三位是释迦摩尼 惠能 特斯拉 他们的共性就是冥想世界不完全以现实实践作为思维基础 科技的发展每个阶段都有其局限性瓶颈存在 超越这种本我限制才能到达智慧的彼岸(也就是如来说的盘若波罗蜜多)!说正题时间的本质是什么 它用来描述物质运动过程 时间这个概念确实是虚拟的但它所描述的物质运动无论宏观微观从未停息... ... 相对论阐述人类思维的一个新的里程碑式的高度!任何物质运动都是相对的 坐标系决定观察者的实践效应 人的每一秒具体的运动速度到底是多少呢 那是一个及其复杂的运动轨迹 首先地球自转绕太阳公转太阳在本星系团公转本星系团在超本星系团公转超本星系团绕银河系公转银河系绕本星系团公转本星系团绕超本星系团公转 同时宇宙大爆炸又造成任何大质量天体远离效应 相对与137亿年远的星系我们已经是超光速运动 所有的这些运动都可以用时间来描述也就是所谓的第四个维度 举一个简单的容易理解的例子来体会一下思维空间 一个球体正投影看是二维圆 相对地面斜着看就是三围圆 这时如果球体突然高速弹跳运动起来你看不清小球但却看见了球的轨迹 这种轨迹的感觉就是四维空间感 宇宙时刻记录着每一个最小单元的运动轨迹 甚至如正负电子的湮灭也会留下一条龙出生天的光子轨迹 在微观的世界理解物质的空性 电子是空光也是空 那么电子对撞变成光子 整个过程空间的转换都会留下可记录的轨迹 这就是四维空间现象 如果你理解了四维空间那么请看三维空间推论如下 在任何四维空间内能量守恒 空间守恒 无论转向高维度还是低纬度均守恒 物质在任何维度空间转换时运动不受外力时延直线运动 多维空间仍符合热力学三大定律 宇宙空间完全满足高维度生物体的存在性 物质空间总是趋向于更高维度的空间转换 四维空间不生不灭 无论在哪个维度宇宙最基本的法则不变。 万法归一万物空 无论你怎样理解世界理解四维空间最应该感悟的就是当下的时光 即使时光不存在是虚无 但珍惜你的亲人珍惜你的友人珍惜万物生灵 大爱无疆 他们给你爱的力量让你遨游在多维的宇宙是世界!


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