四維空間中可以有垂直的概念麼,四維空間中可以有垂直的概念麼?

2023-02-16 00:15:43 字數 5283 閱讀 5737

1樓:匿名使用者

高維空間是數學意義上的抽象空間,不能直觀地理解為垂直就是90度,那是沒法想象的。

垂直的確切定義是兩個向量內積為零。在狹義相對論的情況下,這裡的向量內積定義和樓上說的高等代數中的向量空間章節是對的。

用數學表示兩個向量a(x1,x2,x3,x4,……xn)b(y1,y2,y3,y4,……yn),那麼可以計算內積為ab'=x1y1+x2y2+x3y3+……+xnyn,這裡b'表示轉置,行向量變為列向量。如果這個值是0,那麼就是正交(即垂直)

但在廣義相對論中,需要考慮的空間不是一般意義上的空間,而是黎曼空間,不能再參考高等代數的向量空間的內容了。它的垂直的定義也是內積為0,但是內積的表達形式有所變化,因為需要考慮空間的曲率,需要在有空間的度規(度規決定了空間的性質)來修正。

這時數學上的表達為gab',其中g為一個張量,廣義相對論中取的是二階張量,包含了16個元素,是一個對稱的4*4矩陣。其元素有空間點的曲率決定,曲率的確定就要參考數學分析了。所以樓上有人說參考數學分析是搞笑,顯然是無知。

還有更復雜的公式就不羅列了,如果摟主還不明白可以找我聊。

2樓:匿名使用者

摟住注意:首先要定義兩個概念:

1 什麼是垂直。(如果存在某一點,既屬於直線a,又屬於直線b,那麼兩條直線《相交》。所以,在4維空間記憶體在兩直線相交。

)假設在任意多維(2唯以上)空間中,兩條直線《相交》,形成四個角(兩組對頂角),若這四個角的大小都相等,那麼這兩條直線《垂直》。

很顯然,在思維空間記憶體在垂直。

2 什麼是座標系。即使存在垂直,那麼不一定可以建立直角座標系,它還需要假設該空間是一個經典的平直空間。如果時空扭曲,那麼經典笛卡爾座標系就不再成立。

這個問題比較複雜,你需要多次假設這個4維空間的結構。

其實,嚴格的講,在三維空間建立直角座標系也是不嚴謹的。

但是我們一定可以建立空間極座標系。

3 總之,可以有直角,不可以建直角座標系。

3樓:匿名使用者

四維空間不是很難懂啊!樓主不要被忽悠了!

幾維幾維很簡單,說一維就是隻有一個變數例如x,二維呢就是有兩個變數(x,y),我們可沒聽說過在平面上能做出三根軸,使每個軸都互相垂直的呀!這些都很好理解,樓主先不要考慮垂直不垂直的問題。

三維依次例推就知道了,四維也無外乎就有四個獨立的變數而已了,沒有複變函式基礎的少在這裡裝蒜了,不要一說到四維就老想到四維時空,此四維非彼四維也!

你不要考慮這四維怎麼表示,那個座標系怎麼畫,這連科學家也無法回答你,因為生活在低維空間的生物是無法感知高維的情形,就像在地面上爬的螞蟻,知道平面,而無法想象這個看似平坦的平面怎麼會有無限長的路呢?因為它是在地球上,它無法理解了.

另外,不懂的不要用笛卡爾座標系,高維的時候就不能用初等的笛卡爾了,改而用更加強大的高維向量和矩陣了,垂直也不是角度關係了,轉而變成等式關係了,知道高中向量裡的點乘罷,點乘和叉乘是否是零就規定了,高維向量或矩陣是垂直或是共線了,就這麼簡單,不要亂信別人說的呦,在這裡,我看了,很多是誤人子弟的東西,自己不大明白就亂說,真是害人不淺。

建議你看看泛函分析,那裡的函式就都定義在n維的黎曼空間上了!

4樓:匿名使用者

四維空間是一個時空的概念。簡單來說,任何具有四維的空間都可以被稱為「四維空間」。不過,日常生活所提及的「四維空間」,大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的「四維時空」概念。

根據愛因斯坦的概念,我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係,是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸,而這條時間的軸是一條虛數值的軸。

根據愛因斯坦相對論所說:我們生活中所面對的三維空間加上時間構成所謂四維空間。由於我們在地球上所感覺到的時間很慢,所以不會明顯的感覺到四維空間的存在,但一旦登上宇宙飛船或到達宇宙之中,使本身所在參照系的速度開始變快或開始接近光速時,我們能對比的找到時間的變化。

如果你在時速接近光速的飛船裡航行,你的生命會比在地球上的人要長很多。這裡有一種勢場所在,物質的能量會隨著速度的改變而改變。所以時間的變化及對比是以物質的速度為參照系的。

這就是時間為什麼是四維空間的要素之一。

什麼是四維?現在的說法是三維空間加上時間這一維,構成所謂的四維空間。然而,這種說法是一擊即破的。為什麼?我們可以從二維來考慮。

一個二維生物(如果有的話),他們考慮所謂的三維空間絕對和我們的三維空間不同——他們會把時間作為第三維,因為他們無法感受這一維的存在。

同樣,我們現在也走進了這個誤區,把時間算做第三維。可能四維生物看到我們在宣揚這種思想時,也在為我們嘆息。

那麼時間算不算一維?在我看來,時間應該是一維,即在多維生物本身的維度之外再加一維,構成新的n+1維空間,而且這樣也有助於幫我們解決一些問題,也可以使我們對比三維維度更高的空間加深認識。

我有一個更新的構想,即所有的維度都是由時間構成,沒有時間,就沒有空間,包括最基本的一維空間。這應該好理解,因為沒有時間,空間本身的存在就沒有任何意義,因為時空本身就是不能分割的整體。那麼,為什麼一種時間可以形成不同的維度空間?

這裡,我們可以把時間看成是一種可以分解的常量。

時間可以分解,這一句話理解起來可能有點困難。但是,只要想通了道理也是很簡單的。要明白這個道理,首先必須瞭解兩點。

第一是時空的不可分性,這一點估計大家都明白,離開了空間談時間,或者離開了時間談空間,都是毫無意義的。

第二點是時間的多樣性,這一點了解起來可能有一點麻煩。在日常生活中,我們接觸到的都是時間的合成體,也就是各個分時間有機結合形成的一個總的時間體系。可能你們會覺得我是在狡辯,其實不是。

只要你們換一個角度去想,一個結果,可能是幾個不同的原因形成的。就拿運動來說,我們觀察到的一般都是幾個不同運動產生的一種運動的結合體,即合運動。

關於時間,我們也可以這樣去想。我們看到的時間結合體,可以是由物體運動的時間,歷史時間(即經歷時間)和其他的一些時間構成。而運動時間,我們又可以看成由上下運動的時間,左右運動的時間和前後運動的時間。

當然,劃分方法是多樣的,這就構成了時間的多樣性,至於如何去劃分,這就要由不同的情況而定。

一部分時間對應一段空間。在這個不完整的空間裡,時間起到了決定性的作用。我們之所以是三維生物,是以為這個維度的空間裡只存在三維的時間。

時間的不完整決定了空間的不完整。我們不能認識其他維度的空間,是因為我們不具備在那個空間裡面運動的時間。時間的多樣性決定的空間的多樣性。

同時,因為時間的不同分解方式,註定了我們的三維空間也是相對的,它可以被命名為一維,二維,甚至是任意維——完全取決於不同的分解方式。

時間是決定維度的關鍵,同時,它也是決定低維物體高維存在方式的關鍵。

在談論我的看法之前,先讓我們看看科學上的說法:低維是空間上讀缺陷,它們不具備在高維世界內運動的空間。關於這一點,我有一個疑問,那就是我們怎麼可以發現這個缺陷。

我們認為的低維不存在某一個空間長度,是因為我們無法確定它有那一個長度,也就是我們現在用最好的裝置也無法觀察到那一個長度差。那麼,將來呢?

我們現在無法認證,可能將來會有人證明那個低維物體確實屬於高維。因此,低維與高維並不存在所謂的空間差。那麼,我們如何區別高維與低維?很簡單,用時間。

用時間去解釋任何一個緯度空間,我們也可以認為,低維之所以比高維低階,是因為它們存在時間上的缺陷,它們無法在時間範疇內感受高維的存在。所以,我們要去了解低維或者高維,先要知道它們存在的時間範圍。

高維與低維之間可以實現轉化,道理是很簡單的,只要加入或者去掉一個時間單位就可以了。然而說起來很容易,做起來卻很複雜,我們對時間的概念都是如此模糊,要想在空間範圍類實現時間的轉化就更困難。

對四維空間,一般人可能只是認為在長、寬、高的軸上,再加上一根時間軸,但對於其具體情況,大部分的人仍知之甚少。

有一位專家曾打過一個比方:讓我們先假設一些生活在二維空間的扁片人,他們只有平面概念。假如要將一個二維扁片人關起來,只消用線在他四周畫一個圈即可,這樣一來,在二維空間的範圍內,他無論如何也走不出這個圈。

現在我們這些生活在三維空間的人對其進行「干涉」。我們只需從第三個方向(即從表示高度的那跟軸的方向),將二維人從圈中取出,再放回二維空間的其他地方即可。

對我們這些三維人而言,四維空間的情況就與上述解釋十分類似。如果我們能克服四維空間,那麼,在瞬間跨越三維空間的距離也不是不可能。

相關資料,也是規律論對四維空間的認識!

四維空間對人類來說不過是部電影 對於多維空間我不想說什麼,我現在只講四維空間!在科學界,四維空間被認為是時間軸與三維空間的結合,並提出可以通過時間軸看到過去與未來——在這我本來有話要說,但為了文字通順我還是放到後面來講——但一些學者把四維空間和黑洞聯絡起來認為四維空間可以讓我們回到過去或進入未來。 在我講過去與未來時我先講一下世界的唯一性,現在的宇宙學和天體學之類的都承認了暗物質和暗能量,並提出了多宇宙這一概念。

而我要說的是我們這個宇宙,而不是多宇宙中相似的宇宙。在指明我們現存唯一性的宇宙時,我們來講我們的過去與未來,在此我先不講四維空間(也就是時間軸這一概念)是否能把我們帶到過去或未來。我要講的是當我過回到過去或進入未來,當那促行為成為現實時,那他所處於宇宙還是我們的嗎?

第一:回到過去,那麼他們的歷史還是我們現在的歷史嗎?他們的行為會對歷史產行作用嗎?

如果產生作用,那麼他們的歷史就不是我們今天的歷史,如果不能產行作用,那麼作們的行為是真正的回到過去了嗎? 從另一個角度來說,也就是說他們回到過去之後有實質的軀體和質量嗎?如果有那麼歷史改變那是盡然的。

如果沒有那麼他們的行為就不成構成回到過去——我再來強調一次如果真能回到過去那麼,它只能用多宇宙這一說法講,那就是回到了一個類史的過去,他將不能成為我們現在的過去。 我們現在來講進入未來,如果可以通過時間軸進入未來。那麼未來還是未來嗎?

在這我不是用咬文嚼字這一方式來辯正在它是不是我們的未來,我要說的是如果進入了未來——為了更簡單的說明我們就不說進入了未來,就說是看到了未來——那麼那未來還會一模一樣的發展下去嗎?你如你看到在兩日後自己因一事遇上了災難,那你還能讓那事完全重演嗎?就算能達到完全重演,那在過程中你的心態還是你兩天前看到的嗎?

如果一個謊言在三天後被人類識破,那麼在四天前就有人看到了(知道了)那麼這一行為還能成立嗎——在這麼多決定性因素當中有一個改變了,那麼那個宇宙或世界還能是我們的嗎?

這樣看來,我們的宇宙或世界是以這切不變的形式下成立的,那麼四維空間對我們來說難道不是一部電影嗎?(當然說這名話的口氣是在已否定四維空間可以把我們帶到過去或進入未來)

人們現在再來看一下四維空間是否能把我們帶到過去或未來,零維空間被定意為點 ,一維空間被定意為長(點組成的),二維空間被定意為寬(長和寬組成的)——也就是平面,我只是用土話給大家講這樣好理解,但不要誤解——,三維空間被定意為立體空間(也就是所謂的靜態的空間),在三維的基礎上加了時間軸就是所謂的四維空間,現在的科學還是以認識到的為準。我一直在考慮時間該不該排在第四,在現實中還有很多不被承認現實,這些都是暗物質和暗能量中九牛一毛都談不上的實體!

本來我在這想講一下所謂的只要能快過光速就能回到過去等等…… 但我覺得毫無意義,更加上與四維空間風馬牛不相及(我是這麼認為的)我就不談了。

四維空間真的有生物嗎,四維空間是哪四維

應該有4維空間 因為理論上是成立的不過呢 誰也沒有進去過 也不可能進去 4維說簡單點就是在3維的基礎上又加了一個時間軸 至於有沒有生物我想應該沒有吧 因為想象不到他是以何種形態存在的 太浪費腦細胞了呵呵 著是很抽象的 所謂的四維其實很簡單,三維你知道吧,再加上時間,就是四維了,顯然你知道,你生活在三...

什麼是四維世界,什麼是四維空間?

四維空間真的存在嗎?究竟什麼是四維空間?看完始終不敢相信 直線當中有無數個點的空間,平面中有無數條直線的空間,三維空間中有無數個平面的空間,那麼四維世界當中走無數個三維空間的空間.所以你的說法不成立 我們生活的世界就是一個四維的空間。平時所謂的三維是指的長,寬和高。有了這三維,便構成了一個立體的世界...

解釋一下四維空間,簡單解釋一下四維空間

四維空間是怎麼達到的?四維空間是在三維原有的視覺空間做基礎的另一個緯度,由長度,寬度,高度,時間組成。四維空間不同於四維時空,四維空間指的是標準歐幾里得空間,可以拓展到n維 四維時空指的是閔可夫斯基空間概念的一種誤解。人類作為三維物體可以認識四維時空 三個空間維度 由牛頓總結 長度 包括寬度和高度 ...