如何只用一個app就弄懂四維空間?

說起維度,能作為一個飯後話題來聊的大概就是科幻小說《三體》裡二向箔降維打擊、鎖死人類科技進步的智子。尤其是智子在來到銀河系前,三體人為了給11維的智子編碼,把智子降維到到2維時竟然遮蔽了天空。那個場面,光是想想就覺得很壯觀、很激動。

偷懶的理解起來似乎也不難,就像體積公式那樣,體積等於面積乘以高度,3維降成2維理所應當就是無限個二維咯。只有一個粒子的智子,11維展開,當然就變成能遮蔽天空的2維咯。

不過真要反過來想,別說2為變成11維了,變到4維就足夠讓一堆腦細胞白白犧牲了。

這期就分享一個關於四維的APP《四維空間》,至於能不能邁過4維這個坎兒…全看造化。。。

首先,從0維到1維,就是把點拉成一條線。

如何只用一個app就弄懂四維空間?

從1維到2維也不難,把點拉成面。至於是拉成了重慶小面還是蘭州拉麵,就看拉麵師傅的心情了。

如何只用一個app就弄懂四維空間?

2維到3維照樣是so easy,換個垂直的角度,把面拉一拉,拉成了一碗…不,拉成了一個立方體。

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然後就厲害了…如何把3維立方體拉成4維超立方體呢?

如何只用一個app就弄懂四維空間?

這,不還是3維麼?不就是一個大立方體裡面套了一個小立方體麼…如果不是透明的話,就是一個大號的立方體而已嘛。

該怎麼來理解這個“超立方體”呢?這個APP用的是投影法。

譬如2維生物該如何理解3維的立方體呢?我們可以用一速光,將影子從3維投射到2維。

如何只用一個app就弄懂四維空間?

動圖的右側,就是我們從光源角度看到的投影。立方體的角度不同,影子的角度也不同。

接下來,我們把立方體的底面,也就是離光源最遠的那個面圖上顏色,進行有規律的旋轉。先立個小目標,轉他個90度如何?

如何只用一個app就弄懂四維空間?

旋轉90度轉到側面,有顏色的那一面影子就變成了一個梯形。

那,再來一個小目標呢?

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有顏色的那一面投影最大,蓋住了所有的影子。

那,把這個方法用到4維投射3維呢?也就是說,我們前面看到的“超正方體”,其實是超正方體的4維本體在3維世界的投影而已。

還是一樣,把4維世界中,離光源遠的那一個面,不,那一個“體”圖上顏色,也就是看上去最小的那一個。然後,旋轉90度。

如何只用一個app就弄懂四維空間?

同理3維轉90度一樣,4維轉到90度,最小的那一個體就轉到了側面,變成了一個稜錐形,就像上圖這樣。

如果繼續轉90度呢?

如何只用一個app就弄懂四維空間?

塗顏色顏色的那一個體就離光源最近,投射到3D世界中的影子,就全部被橙色給擋住了。就變成了一個橙色的正方體,看不見裡邊。

好了…這個APP的核心思想就是這樣了…你懂了麼?

如何只用一個app就弄懂四維空間?

行吧,我知道你沒懂…

不過,這可能也不怪你,畢竟…我們這裡一直說的3維立方體,其實也就是2維而已。畢竟,圖片是2維的,你的手機屏幕也是2維的,甚至,我們眼睛的成像…也是2維的…不是麼?

只是我們生活在一個3維的世界中,可以輕易的從2維進行想象還原出3維,對嗎?

emmmm…

也不完全對,也可能被騙…

譬如有一個叫做《投影尋真》的遊戲,是這樣玩的

如何只用一個app就弄懂四維空間?

你在2維影子上看到的是茶壺,然而3維實體是一坨並不規則的不知道是什麼的玩意兒…

感覺逆向來推,真的很難…有點像數學裡提到的那個,充分不必要條件。

所以,

還是別為難自己了…


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