什麼是四維時空,四維空間與四維時空有什麼分別

時間 2023-03-12 03:45:12

1樓:鄢永修召媚

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。

2樓:網友

大學線性代數里有學。跟你選取的座標系有關。你選擇幾維座標系空間就是幾維的。至於你能不能想像出那是什麼鬼東西就完全看你自己的造化了,^

3樓:鳥哥愛科技

帶你簡單快速的認識真正的四維時空。

4樓:中花動漫

如果樓主說的不是四維時空而是四維空間的話,那麼四維空間就是除了上下、左右、前後以外,再加一維其他空間。這額外的一維是存在的但因為太小,我們無法探測。就好像頭髮看起來是1維的,其實是三維的一樣。

如果樓主說的是四維時空,那麼就是三維的空間再加一維時間,因為在狹義相對論下,他們寫成ds^2=dx^2+dy^2+dz^2-(cdt)^2形式並且具有不變性。也就是說有因果關係的事件,空間和時間不是各自獨立的。

5樓:借酒來溫書

以前普遍認為我們的世界是三維的。

現在愛因斯坦的相對論加了一個時間關係。

所以是四維世界。

6樓:冰風_水

三維(長度,寬度,高度)+時空(時間,空間)

就是四維時空了~

7樓:網友

長度。寬度。

高度。時間。

合成四維空間。

8樓:匿名使用者

時間就是四維時空的第四維。

四維空間與四維時空有什麼分別?

9樓:匿名使用者

八維空間(eight-dimensionalspace)是物理學界的一個理論,這一理論認為八維空間分為x維(物體的長)、y維(物體的寬)、z維(物體的高)、時間維、速度維、溫度維、電磁力維、萬有引力(或斥力)維。

現在物理學界公認的理論是八維空間,這一理論由德國物理學家巴克哈德海姆於2023年創立,隨後由其本人進一步地發展與完善,並得到了一些新的成果,其中之一就是總結出了一系列計算基本粒子質量的方程式。2023年他將方程發表,但由於太複雜,竟沒幾個物理學家看得懂,後來經實驗證明了其正確性。由於他的理論多用德語發表,所以大部分物理學家都認為這些論點晦澀難懂,不知所云,感到丈二和尚摸不著頭腦。

2023年,海姆的理論引起了奧地利物理學家沃爾特德呂舍爾的注意,他仔細研究後,對理論作了詳盡的解釋,並進一步完善,於是就有了今天公認的海姆-德呂舍爾空間,即一種八維的宇宙空間結構(我們現在就處於這一空間內)。

我們今天發現,只要增加一個對實驗結果產生影響的引數,就增加一個維度。

舉例來說:在平面上表示立體高度怎麼表示?等高線!

在平面上表示溫度怎麼表示?等溫線!

在平面上表示溼度怎麼表示?等溼線!

在平面上表示壓力怎麼表示?等壓線!

看看是不是很象?

空間有很多維,不只四維。

通常大家把時間做為唯一的第四維,是有欠考慮的。

例如解決炮彈運動軌跡問題,就不能僅知道空間的入射角度和質量,還要知道引力大小和方向、空氣阻力、風速等引數,才能確定軌跡,這些引數,共同構成對實驗結果有影響的空間維度。

對實驗結果有影響的引數,就應作為空間的一維進行描述,空間引數有長、寬、高、顏色、聲音、溫度、溼度、壓力、密度、硬度、氣味、口味、亮度、酸鹼度、透明度、導電性、化學成分、萬有引力等等,還應有些一時沒想到,維度很多。知道這些對實驗結果有影響的維度分佈,就可以確定實驗結果,否則就不能確定。

11維空間理論、弦理論,都因未經實驗證實,因此不能稱為科學理論。

10樓:匿名使用者

我們周圍的空間有3個維(上下,前後,左右)。我們可以往上下、東南西北移動,其他方向的移動只需用3個三維空間軸來表示。向下移就等於負方向地向上移,向西北移就只是向西和向北移的混合。

在物理學上時間是第四維,與三個空間維不同的是,它只有一個,而且對於目前的人類科技來說,它只會往一方向前進。

根據90年代提出的m理論(超弦理論的一種),宇宙是十一維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是四維的(三維空間和一維時間),現代物理學則認為還有七維空間我們看不見。

這裡有一個科學寓言來幫助我們理解高維與低維的區別:

有個射擊運動員在例行訓練,在標靶表面上生活的一種二維生物中的科學家觀察到他們的世界每隔一定時間段,就會出現一個洞。他宣佈了這個物理定律。整個上午,射擊運動員都在射擊,對於標靶生物來說,這是很長的歷史時期,他們認為他們的科學家是正確的。

遺憾的是下午射擊運動員或是吃飯去了,或是把他們的世界(標靶)扔到了垃圾桶,洞再也沒出現過。標靶生物於是認定那個科學家是個**,他們憤怒了,把科學家扔進了標靶國的垃圾桶,連同每隔一定時間必定會出現一個洞的理論。

所以,對於高維生物來說,低維世界是完全透明的,一眼即可看透,沒有任何內部結構。而低維生物只能觀察到高維物體在低維空間的投影,前提是高維物體在低維空間有投影。比如子彈放在彈匣裡,標靶生物是觀察不到的,但它確實存在,只是沒有接觸標靶或在上面沒有投下陰影。

所以說高維生物比低維生物要「高階」得多,他們可以瞬間出現在我們世界的任何角落(當然只是投影),可以直接破壞我們世界任何物體的內部(就好像射手打靶)。它們比孫悟空要神通廣大得多。

對於大尺度的四維乃至更高維空間,受限於我們自身為三維生物的原因,我們是無法觀察的,也沒有確鑿的證據表明觀測了到高維空間對三維空間的投影。所以是否存在大尺度的高維空間目前還無法證實。

11樓:說話要花錢

首先,宇宙是空間和時間組成的,上下四方為宇。古往今來為宙。

四維就是增加時間這一軸,但是時間在三維是不可逆的,四維時間是可以來回穿梭的,也就是穿越。但是四維是人類無法達到的。

我們是三維的生物,無法去四維。

還有,維度只是一種概念,不是等級。

四維空間為什麼不能稱為四維時空?

12樓:網友

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理解四維時空(三個空間維度和一個時間維度)但無法認識以及存在於四維空間,因為人類屬於第三個空間維度生物。通常所說時間是第四維即四維時空下的時間維度。

四維空間的第四維指與x,y,z同一性質的空間維度。然而四維時空並不是標準歐幾里得空間,時間的本質是描述運動的快慢。

通過一維、二維、三維空間的演變,人們提出了關於四維空間的一些猜想。儘管這些猜想現在並不能證明是正確的,但科學理論有很多是由猜想開始的。現今科學理論一般是基於現象總結規律,而關於四維空間的現象沒有足夠準確清晰的認識,或者看到了這種現象卻並沒有想到是四維空間引起的。

可以定義可以度量的都可以有維度。比如時間、溫度。點、線、面、時間、溫度,構成五維空間也能說的通。

當然也可以定義點線面的拓撲空間為第四維、第五維、第六維以至第n維。這在數學公式推理推導中很容易實現,但現實很難對應和想像。

13樓:網友

所謂四維空間的提法應當理解為:三維空間(物理概念)+一維時間=四維空間(數學概念)。物理空間只能是三維的,時間只能是一維的並且是單向的。

多維空間應理解為數學上的空間,而非物理空間。

如果非要說物理上的四維空間,可以這樣理解:

即與我們所處三維空間相隔離的另一組三維空間。

如從一個魚缸中撈出一條魚放到另一個魚缸,它就實現了在四維空間中的運動。

數學上的空間概念可以通過如下例子理解:

如一間房子要掛若干盞吊燈,如果想要記錄房頂線槽的長度,就要測量它們離某一面牆的距離,可以用一維陣列表示;要記錄每一盞燈在地面的投影位置,還需測量它們離相鄰牆的距離,可以用二維陣列表示;如果每盞燈的高低不同,需測量它們離房頂的距離,可以用三維陣列表示;如果還要記錄每盞燈的亮度,就必須再加上一維,用四維陣列表示;如果還要記錄每盞燈的顏色,至少還需擴充套件三維陣列分別記錄三色分色值;如果每盞燈點亮的時間不同,還需再增加一維……數學上將這種多維陣列稱為多維空間。

14樓:張耿立

四維空間和四維時空沒有嚴格界限,你說根據愛因斯坦的概念稱為四維空間,應該是翻譯的問題,也有翻譯為四維時空的,若真區分起來,我的理解是,四維時空是指三維空間加一維時間,也就是目前我們認識的世界,而四維空間按數學上的定義指末端是三維的空間(末端是零維即點的空間是一維,末端是一維即線的是二維……)當然也有11維和17維空間的理論,認為除三維空間外的其他空間都蜷縮起來以至於無法探測到,不過只是停留在理論上,沒有證據(附:17維。前三維是位置,存在於空間中; 第四維是速率,存在於時間中; 第五六維是速率指向,存在於(速度)時間方向中; 第七八維是狀態指向,存在於自身形狀對應的空間方向中; 第九維是狀態轉角,存在於自身形狀對應的滾動中; 第十維是自旋速率,存在於滾動時間中; 第十一二維是自旋赤道軸指向,存在於滾動(速度)時間方向中; 第十三維是自旋赤道軸指向漂移速率,存在於滾動變化(加速率)時間方向中; 第十四五維是自旋赤道軸指向漂移速度赤道平面對映方向,存在於滾動變化(加速度)時間方向中; 第十六維是加速率(或受力強度), 第十七八維是加速度(或受力)方向)

15樓:哎呦只是一場夢

這裡說的四維空間明顯地與相對論指的四維時空不同,所謂四維時空是指三維空間與一維時間融洽而成為一個複合體,相對論認為時間和空間是分不開的,是一個整體的不同部分,這裡說的四維空間是指不含時間在內的空間,認為宇宙中除了我們熟悉的三維空間外,還有一維我們根本不知道存在的空間,它就在我們身邊,與「長」「寬」「高」一樣實實在在地存在著,可是卻極難察覺,以致以目前極為強大和極為複雜的物理實驗也未能發現。這裡的理論認為空間與時間是各自獨立的,而且為了方便理解,可以認為空間和時間是完全剛性的,就象牛頓提出的經典時空定義那樣,因而這裡的理論建立在經典時空觀念之上。事實上,不管你是多麼的不願意承認,只要你聯想著大**宇宙學說,你就想到了經典時空觀念,而不是相對論時空觀。

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