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宇宙奥秘四维空间(宇宙是四维时空)

宇宙奥秘四维空间(宇宙是四维时空)所以我们摒除力学大统一的理念,先从最简单的四维空间开始说起。不过,十一维空间虽然可以通过理论依据提出来,但是想要实现甚至只是想象都难如登天。不过,在科学的不断演变和进步的过程中,人们也逐渐发现,其实在自然界中存在的力并不仅仅只有引力和电磁力两种。迄今为止,科学家们所发现的相互作用力就被分为了四个类别,但是光从五维的角度是无法实现统一的,所以,为了满足物理界的同一梦想,科学家们便以卡鲁扎的研究行为为基础,在此基础上通过不断增加空间的维度,来实现力学大统一。目前,最有希望实现大统一的维度已经达到了十一维空间。

综述

大家都知道,我们所处的空间实际上是一个立体的世界,我们生活中的万事万物都是由它们的长宽高三个维度,而在上个世纪爱因斯坦所提到的狭义相对论中就提到,如果把时间与我们现存的三个维度相互结合,那么就会形成一个四维的整体,也就是四维时空。

而我们所处的宇宙实际上就是一个超级大的四维时空。

宇宙奥秘四维空间(宇宙是四维时空)(1)

多维时空的出现

在此之后,科学家们便对广义相对论以及电磁理论进行了统一规划处理,其中就有一位来自德国的科学家卡鲁扎,开始不断尝试在常规的引力场方程当中,引入空间的概念,从而将原本的三维空间扩展到四维,进而让四维时空增加到五个维度。

而在这个全新的五维空间当中,又会得到一组新的数据和方程,而这个方程与麦克斯韦所提出的电磁学方程是完全等价的,而梦想中的力学统一只需要把空间维度提升到五维就能实现!

宇宙奥秘四维空间(宇宙是四维时空)(2)

不过,在科学的不断演变和进步的过程中,人们也逐渐发现,其实在自然界中存在的力并不仅仅只有引力和电磁力两种。

迄今为止,科学家们所发现的相互作用力就被分为了四个类别,但是光从五维的角度是无法实现统一的,所以,为了满足物理界的同一梦想,科学家们便以卡鲁扎的研究行为为基础,在此基础上通过不断增加空间的维度,来实现力学大统一。

目前,最有希望实现大统一的维度已经达到了十一维空间。

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四维空间

不过,十一维空间虽然可以通过理论依据提出来,但是想要实现甚至只是想象都难如登天。

所以我们摒除力学大统一的理念,先从最简单的四维空间开始说起。

其实,这里所提到的四维空间与相对论中所谈及的四维时空是两个完全不同的概念,四维时空是在原本三维的基础上增加了一个时间的概念,而四维空间则是在原本的基础上增加了空间的维度,也就是说,在四维空间中是存在四个相互垂直的运动方向的。

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维度的理解

如果这样说还是很难理解,那么我们就从最简单的零维一点点的开始增加。

所谓零维也就是点空间,它就是一个简单的点,没有任何的运动方向和运动空间。

而一维即使我们所说的线,它是在点的基础上向任意一个方向无限延伸,而物体可以在该方向上进行自由运动。

二维就是我们所说的面,它是在一维的基础上增加了一个垂直方向上无限延伸的方向。

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三维空间就是体空间,它是在面空间的基础上再次增加一个垂直方向,从而让物体可以从前后所有上下进行移动。

而四维空间就是在体空间的基础上,产生一个超体空间,在超体空间中形成一个未知的方向,这个方向与另外的三个方向也是相互垂直的。

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人们无法想象四维空间的原因

虽然,四维空间的理论早就已经被提出来了,可是时至今日人类还是无法准确的想象出四维空间到底是什么样子的。而问题的关键就出在我们没有经验!

其实人类的想象都不是无根无据的胡思乱想,而是建立在我们已有的经验的基础上进行加工的,我们无法想象出超出我们认知经验的其他事物。

其实除了四维空间之外,人类甚至无法想象出一个全新的色彩,而这个道理也同样适用在盲人身上,如果他们是先天致盲,他们也无法想象出我们世界的色彩是什么样子的。

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根据前面所说,四维空间是四个相互垂直的方向构成,但是我们的认知当中只有前后左右上下这几个方向,想要再获得一个未知的神秘方向,简直难如登天。

不过虽然我们无法想象出来四维空间到底是什么样子的,但是我们可以从逻辑上进行理解,就比如在广义相对论中有一个弯曲空间的理论,它是将三维空间进行弯曲。

虽然理论成立,但是即便是爱因斯坦本人,也无法把二维空间的弯曲直接应用到三维空间当中。所以,我们虽然无法想象出四维空间的特殊延展方向到底在哪里,但是可以根据零到三维空间的样子进行推理。

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有人也提出了一个帮助理解四维空间的有趣实验,那就是在一张白纸上,画出一个好看的正方体,并用一个细长的竹签穿过坐标原点,使其与其他三个坐标轴相互垂直,这样一个简易的四维空间的图形就完成了。

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结语

从最开始的一个无法移动的小圆点,再到后来的无限延长的直线再到面再到体,进而达到最后的超体,按照这个理论推理下去,我们还能获得更多维度的空间理论。

但是这些都只是理论基础,凭借人类目前的科技和经验是无法想象或者模拟出四维及以上空间的真实样貌。

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或许,在人类科技飞速发展的过程中,我们在未来的某一天能够真正解开多维空间的秘密,那么到时候,无论是对于人类自身的认知,还是对于宇宙的探究都会有着划时代的进步。

甚至于我们可以观测到来自宇宙的其他文明和高维生命体,不过对于现在的我们来说,还是不要勉强自己了。

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