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根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。

1簡介

點是零維的,無參數
線是一維的,參數是點
面是二維的,參數是線
體是三維的,參數是面
黑洞、蟲洞-宇宙模型圖

  黑洞、蟲洞-宇宙模型圖

那麼以時間為參數構成的空間應該就是四維空間,在科幻中好像是要聯繫到黑洞、蟲洞這些東西,比較難理解。
我們人類能夠感知的只有三維了。

2其中規律

M理論11維宇宙-模型圖冊

M理論11維宇宙-模型圖冊
你有沒有發現這個規律:
一維的東西能夠容納所謂的零維(直線是由點構成)
二維的東西能夠容納一維(紙上可以畫條直線)
三維的東西能夠容納二維(盒子里放個紙片)
那麼四維的東西就理所當然的容納三維了。我們人體算三維的。我們的世界就是四維了,為什麼是四維的呢?因為我們的世界有這樣四個元素:長寬高和時間。
有沒有五維的?就是說能夠容納我們世界的介質?那得看看我們這個世界的外面是什麼了,這個宇宙的外面是什麼了。

3起源

一維、二維、三維空間最早源於數學概念研究。數學家們,想使度量能規範化、嚴格化、整體化、普適化,所以定義各種一維、二維、三維、四維空間與其它多維空間。
在其中生成了拓撲學分支,去看看最新的基礎幾何拓撲學,你會有很大的收穫。如果,你看代數拓撲學書籍,則難度大又浪費時間。如果,你只是要了解,那麼就看看介紹一維、二維、三維、四維空間與以上維空間的科普書籍就完全足夠,也可速成。有時合適的科普書籍,介紹的理論容易懂又很深,一些專業書籍反而難度不夠。

4高維模型

四維空間與以上,屬於高維模型。
科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由4維構成的(3個空間維,1個時間維),但我們沒有覺察到所有其他的維。根據物理學家的看法還應該有7個維。儘管有這麼多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形。如果螞蟻沿著的紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知人一個維。這就有點像左圖上的人:上行或者下行,但永遠不會走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。

5數學概念

在數學上,多維有很多模型。理論上,維數可以很高。模型很多。但是滿足交換不變性質的很少,所以,有人認為四維空間是物理上限。但是,也有人認為會有更高維數物理。去思考,有益智力,因為只受到數學條件約束。

6物理概念

在物理上,多維有很多模型。理論上,維數不可以很高。為了解釋,宇宙整體的有限無邊的性質,必須引入多維,一般是四維時空(一對相對組成性質),也有一些其它有限可數的維數,可能在物理上成立的模型不多。去思考難度很大,因為要受到物理現象的約束
一:零維,一維,二維,三維。
零維度空間是一個點,無限小的點,不佔任何空間,點就是零維空間。當無數點集合排列之後,形成了線,直線就是一維空間,無數的線構成了一個平面,平面就是二維空間。無數的平面並列構成了三維空間,也就是立體的空間
二:第四維:時間
三維的世界是靜止的,當三維世界以時間為基準發生變化時,四維空間就產生了,如果把時間看作一根軸線,則這個軸線上的任意一個點,都是一個三維空間,也就是說無數個三維空間依據時間軸線集合,構成了四維空間。
在四維空間中,時間呈線性進行,雖然未來不可預測,但源頭只有一個,將來也只有一個,不管下一秒將發生什麼,即將發生的未來只有一個。
同樣,忽略了三維屬性后,我們將會發現,任意一個四維物體在時間軸上都表現為一條線段。
三:第五維:時間平面
假設無數的時間軸線集合起來,會構成什麼呢?
一個時間平面。這個時間平面就是五維空間,它是由無數個四維空間根據某一軸線集合而成的。
但是,請不要問這條軸線的標準是什麼,因為人類是一個四維的生命體,人類無法為一個我們人類根本觀察不到的現象制訂標準。
但是我們可以想象,一個五維空間的物體,應該是跨越不同時間軸線的。在任意一個時間軸線上,你只能觀察到它的一部分。
四:時間軸線間的跳躍
假設說一個四維生命體想要跳躍到其他時間軸線上,那麼它就必須先成為一個五維的生命體,很顯然,在跳躍的過程中,它會同時出現在兩條時間軸線上,這時它已符合了五維生命體的要求。
這個事實用另一句話來表述就是:在四維空間中,時間是線性的,方向和進程不可改變。只有在五維空間中,你可以改變時間的方向和進程。
所以:與其說你改變了歷史,不如說你改變了自己當前所處的時間軸線。
五:無限與永恆

  雖然人類可以想象出無限的概念,但是我們卻無法看到五維世界是什麼樣子。
  雖然人類可以明白永恆的概念,可我們卻無法創造出一個永恆的事物。
  雖然我可以構想出整個五維空間的模型,可我卻不了解你,我的愛人,你現在在想些什麼。
  雖然我無法創造的永恆的事物,可是此刻,我對你的思念卻成為了永恆。
六:怎樣尋找更多維的空間?
空間是無限維的,但是我們怎麼樣才能尋找到概念上多維空間呢?用你的大腦去想一下:
以"維"作為空間的參照標準,我們可以想像得到,一維空間是一條無限長的直線。
二維空間,我們可以想像得到,第二條維是與第一條維相垂直的直線,在紙上我們就可以畫出,而且再也無法找到第三條與這兩條垂直的直線,這就是一個平面。
三維空間,也就是我們的空間,很容易看出,其實還有一條線可以與前兩條線相垂直,那就是第三條維。
第四維空間,我們就很容易理解了,只要再找到一條與前面那三條直線相垂直的直線,那就是第四維了。
但是我們根本不可能找到第四條與之垂直的直線,就像在紙上無法找到第三條垂直的直線一樣,我們的思維因我們所存在的空間而被蒙蔽了!如果真能找到,那以此類推,第五維就是五條相垂直的直線,第六維就是……
所以,不要被現實所蒙蔽,因為我們無法看到的東西,還有很多……

7有趣實驗

這裡我給你們一點思路,和你們做個有趣的實驗:
請先拿出一張紙,在紙上畫兩條相互垂直的直線(也就是一個"十"字,寫大點),試著在紙上畫出第三條與這兩條相垂直的直線.
怎麼樣?畫不出吧?
從紙上看,我們無法畫出第三條垂直的直線,因為我們把紙當成了平面,平面只有兩條維,就是我們畫的那兩條相垂直的直線.
當我們把紙當成一個實體,就可以發現了:第三條維其實是穿透這張紙,與紙的平面垂直的.
我們來試一下:看準那兩條垂直線的交叉點,用一根筆芯或一根針,穿過這個中心點,並且放正.再來看一下這根針,是不是同時與那兩條直線相垂直了?
沒錯!這就是第三維,在紙上永遠不可能畫出的第三維!
我們再來看一下這張紙,發現紙上的第三維就是一個點,不管這根針有多長,在紙上立著的也就一個點.
吸取前面的教訓,我們能不能找到第四維呢?

8猜想

如果第二維在三維空間中是一個點,那可想而知,第三維在四維空間也是一個點.如果四維空間中的東西有無限大,那麼這個點的密度也就是無限大,唯一的解釋就是:能通往第四維空間乃至更多維空間的只有黑洞!
上述四維以上皆為某些學術派別猜想,僅為參考。
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