多维空间 - Wikiwand
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多维空间

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多维空间,是指由4条或者更多条维度组成的空间

简介

我们通常的空间概念,是指由长、宽、高组成的三维空间。时间本身具有维度的某些特点,例如一条时间轴可以连接无数个3维空间,因此可以认为我们生活在3+1维时空(4维空间)中;但时间与长、宽、高却是有很大的区别的,例如时间单位与长度单位是不一样的,因此这还不算真正意义上的多维空间。由于光子只能在三维空间中传播,人的肉眼无法看到其他可能存在的维度,这就使得对多维空间的探寻非常困难。但是,众多的科学家、物理爱好者和科幻迷还是提出了各种有关于多维空间的理论。

平行宇宙理论中,由于存在着无数多个3维宇宙,这些宇宙并不能通过长、宽、高或者时间进行相连,只能通过另外一条维度进行连接,因此平行宇宙本身至少就是一个4+1维时空(5维空间)。

弦理论中,认为各种基本粒子都是由很小很小的线状弦组成的,在众多现象难以用理论解释的情况下,爱德华·维顿提出了11维空间的概念[1]

有些人认为,进入黑洞就可以见到神秘的多维几何体[2]

相关现象

如果确实存在多维空间,那么世界上可以存在以下这些现象。

绝对隐身

普通的隐身仅仅是指一个事物不发光、不反光而使得别人无法看见它,但任何人都可以摸到它。绝对隐身下的物体却是既不能被看到,也无法被摸到的。如果把蚂蚁假设为只能在两维的地面上移动的生物,再假想有一只能在三维空间中自由活动的蜻蜓飞在蚂蚁的上方,那么蜻蜓可以看见蚂蚁,蚂蚁却无法看到或摸到蜻蜓,蜻蜓就对蚂蚁实现了绝对隐身。同样的道理,如果一个人能够在多维空间中自由运动,他就可以对那些只能在三维空间中自由移动的人做到绝对隐身。[3]

抄近道

假设某人沿着地面从地球上的南极点步行到地球北极点,显然要走很长的路,但是一个中微子可以直接从南极点经过地壳、地幔、地核穿到北极点,走的路就近了许多,这正是因为它巧妙地运用了第三条维度。根据广义相对论,空间是弯曲的,我们所生活的这个三维空间很可能是一个四维几何体的封闭曲面,直接通过长、宽、高的方向从一个天体到另一个天体有很长的距离,如果能借助第四条维度,那么就节省了一定距离,也就是抄了近道[4]。在量子物理模型中,多维空间中这种很近的通道又被称为虫洞[5]

多维物体在三维空间中的投影

一个圆片穿过一条线,在这条线上的投影会先变长后变短;一个球体穿过一个平面,在这个平面中的投影会由一个点变成一个越来越大的圆,再重新缩小成一个点。在一个四维空间中,一个点为中心,向各个方向延伸相同的距离,可以形成一个密闭的四维几何体,我们不妨把这种四维几何体称为“四维球”;如果有一个“四维球”穿过我们所生活的三维空间,我们可以看到它在这个三维空间中的投影:首先是一个点,随后是越来越大的三维球体,球最后又重新缩小成一个点,直至消失[6]

参考文献

  1. ^ http://tech.gmw.cn/2013-11/26/content_9601619.htm
  2. ^ http://tech.sina.com.cn/d/2007-02-26/08291390273.shtml
  3. ^ http://blog.sina.com.cn/s/blog_49982319010082m1.html
  4. ^ http://junshi.xilu.com/2009/1231/news_8_362503_5.htm
  5. ^ http://tech.hexun.com/2014-04-11/163842001.html
  6. ^ 拓扑学的推理方法
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