高维空间,高维空间是怎样的空间?

2023-02-25 14:23:01 攻略信息 小恐龙

高维空间是什么意思

高维指的是高维空间,是一种物理学理论

据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是十一维的,由震动的平面构成的。霍金提出了他的宇宙模型,给出了11维空间。掌阅的预热、常规、高维其实就是不同的推荐位但是这个推荐位要靠自己实力去pk实力够人人有份但是或多或少也需要一点运气。这里我只说下女频男频不了解。

高维空间是怎样的空间?

高维空间是人们无法获得感性认识的抽象的数学空间,线性代数可以带我们进入高维空间的运算。常见高维空间即高维向量空间,它是在三维向量空间基础上的数学拓展,向量空间起源于线性方程组表述形式的转换,即由代数方程表述转换为向量方程形式的表述,并且将方程组系数做为向量看待,起初这个预想向量只能视为猜想(或称假设),当证实系数向量的坐标相加就是平行四边形公理的应用后,这个数学猜想终于变成数学事实,高维向量空间与低维向量空间具有逻辑上的内在统一性。看下面例子。

如何评价《星际穿越》里,高维空间的呈现?

在《星际穿越》里,尽管黑洞中立方矩阵仍是三维的,但这确实是最严谨的对高维空间展示和解释。

高维空间

我们生活在三维空间的人很难想象高维空间是什么样子,就像二维平面人没有办法想象三维立体一样。对于二维人来说,他们只能看到三维物体在二维平面的投影,那就是一系列平面的叠加变化,就像大脑的MRI图像或等高线地图一样。所以我们在三维空间也只能看到高维物体的投影。

电影中高维空间的呈现,是五维空间中的生命体“They”,为了拯救地球人,为Cooper把时间这个维度具象化而创造的一个世界。可是人类受自身肉体和意识的限制(因为Cooper并没有进化成更高级的生命),能够认知接受,并自主选择的,毕竟只有三个维度而已。具象了时间这个维度,那必然就会抽象一个原有的具象维度。

三个维度

在一般情况下,一个立方体,一维的线构成了二维的面,二维的面构成了三维的空间,三维空间的变迁,构成了四维的时间。现在我们来假设,由二维的面构成的,不再是空间了,而是时间,即是把一般情况下的空间替换成了时间,时间变成了人类能够自主选择的第三个维度,而空间变成了不受控制的一个维度。

于是,Cooper能够自由穿梭于Murphy房间的任意一个时间点,却无法再自由穿梭在空间中,他依旧能够看到一维的线和二维的面,即这个房间的每一个画面切片,可是却没有一条路能够走出Murphy的房间。这似乎是一个生活在三维空间中的生命体,能够控制第四维度的最好,也是最合乎情理的呈现方式了。

高维空间是一种物理学理论,它是什么样的?

高维空间起源于上世纪著名的一种假说“超弦理论”,如果得到证实的话,将是我们科学史上的一次崭新突破。谈及人类如今的科学发展,真是突飞猛进,我们在百余年内取得的辉煌成就,简直三天三夜也讲不完。

古代任何一个拥有着远见卓识的智者,都不可能想象得到二十一世纪人类的生活方式。但是,我们的科学理论,仍然有着很多不完善的地方,许多假说也并没有得到证实。

比如说,所谓的“高维空间”。高维空间的理论,其实最早起源于爱因斯坦的“广义相对论”。上世纪著名物理学家爱因斯坦,把时间,空间,引力看成是一种几何关系,人类处在三维空间中;而宇宙中最高等级的结构,则是四维空间。

在四维空间内,人们可以看到时间和空间的变化,也就是所谓的“知过去未来”。后来,随着爱因斯坦的逝世,物理学界群龙无首,各种理论众说纷纭,一批学者为了把“四大力”和一些新兴科学理论结合起来,就发明了所谓的“超弦理论”。

超弦理论认为,万事万物都是由看不见摸不着,神秘莫测“弦”组成的,而宇宙中最高等级的构造,则是“十维空间”。从这里开始,“高维空间”的说法,终于成型了。

在这套体系中,据说四维空间能让我们看到时间和空间的“线性结构”,但是人类不能介入其中,否则会引起“外祖母悖论”;五维空间里,人类则会失去固定的形体,变得“无所不在”,随意穿梭平行世界。

十维空间内,一切变化都会停滞,十维生命则可以反掌之间把宇宙压扁,让维度重塑,并且修改物理定律,几乎与“造物主”相差仿佛。传说,神级文明,就存在与十维空间之中。

高维空间真的存在吗,如何理解高维空间?

先来理清思路

题主想说的应该是:在二维平面上,由一维的线围成了一个圆,圆在二维平面上属于封闭图形;在三维空间中,由二维的面围成了一个球,球在三维空间中属于封闭图形。

封闭图形可不止圆和球,也有可能是正方形和正方体。其实,圆和正方形、球和正方体它们都是拓扑等价的。

这里需要指出,题主的表述是有误的。正确的表述应该是:一维空间的闭合可以是圆,二维空间的闭合可以是球面,那么三维空间的闭合是什么呢?

一维空间的封闭存在于二维空间中,二维空间的封闭存在于三维空间,那么三维空间的封闭就应该存在于四维空间中。

二维空间中存在封闭图形,三维空间中也存在封闭图形,那四维空间中的封闭图形是什么呢?或者说三维空间的闭合是什么?

要想弄明白这个问题,我们先要弄明白什么是四维空间?

降维打击开始,先来弄清楚一、二、三维。维度是人类在实践中对现实世界的抽象。点没有维度,或者可以算作零维物体。一维为线,二维为面,三维为体。对于一维物体只能描述其位置,对于二维物体可以描述它的面积,对于三维物体可以描述它的体积。点动成线,线动成面,面动成体。这个变化的过程就是无限叠加及运动。

上面的内容可能有点太抽象,不好理解。那是因为点、线、面在现实世界中都是不存在的,它们只存在于数学世界中,也就是存在于我们的想象之中。

四维是什么?先从物理学方面解释一下,爱因斯坦的相对论认为空间是三维的,把时间看成另一维度,那么我们所在的时空就是四维的。处于这个四维时空中的三维物体处于连续不断的运动中。

如上图所示,从零维到四维的变化。四维空间中的封闭图形应该就是超体。球在二维空间中的正投影为圆,那么球应该就是四维空间中的超球体在三维空间中的正投影。

因此,我们得出结论,四维空间中存在的封闭图形可以是超球体。与之对应,三维空间的闭合应该是超球面。

(如上图所示,宇宙中的星系分布在超球面上)

如何更好的理解维度?

现实世界中的物体在我们看来具有整数维度,它们都是三维的。在分形几何中,我们可以赋予物体分数维度,那么现实世界中的物体的维度应该在2~4维之间。

以人类的思维,超过三维就已经很难理解了。我们不妨换一种方式,不要具象的去理解,把维度当作数据去处理就行了,用数据去刻画高维空间以及物体的形象。

不管是几维空间,它们都是点的集合,点的位置可以用坐标来描述。在数学上,一维空间可以用一个数轴去描述,二维空间需要用到两个数轴,三维空间需要用到三个数轴,那么四维空间就应该用到四个数轴。也就是说,确定四维空间中点的位置,需要用到四个坐标值。在三维空间中最常用的就是笛卡尔直角坐标系,它具有三个坐标轴。

我们虽然感觉不到高维空间中物体的形状,但是我们可以将高维空间中的物体投影到三维空间中,我们可以用n个坐标轴将n维物体表现在三维空间中。

同样都是维度,但并不一定等权。超弦理论就认为我们的世界应该是11维的,不过那些额外维度都蜷缩在局部空间中。平直宇宙空间是三维的,那么一个有限无界的弯曲的宇宙空间应该是四维的。

我们通常是将几何图形嵌入到三维空间中来描述。上图中的曲面在三维空间中来看它是弯曲的,不过在曲面空间上的观察者来看它应该是平坦的。这种观察者只能在自身所处空间中观察和测量到的几何性质就是该空间的内禀性质。而空间曲线的曲率和挠率就不属于内禀几何量,因为它们依赖于外嵌的三维空间。

好了,就说到这儿。

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高维空间也许并不存在,为何科学家会提出这个观点?

首先我们要认识我们现在的宇宙是三维空间,此前有很多人都认为在我们的三维空间之上还有更高维度的空间,但是我认为这的确是不存在的,为什么会这样想呢,接下来我给大家列举一下。

更高维度空间意味着更大的能量。

想要维持我们现在的三维空间所需要的能量就已经非常多了。而如果进入四维空间,跟我们三维空间最大的一个区别就是可以在同一个空间节点里边儿选择任意一个时间点。这就意味着在这个空间节点上,任何时间发生的事情都会被记录下来,如果是这样的话,一堆意味着同一个时间点蕴含着无穷的能量。我们都知道能量是守恒的,要记录这么多能量,必须需要足够的载体才可以。

高维度的空间是否真的存在?

为什么我不认为更高维度的空间不存在呢?这主要是因为高维度的空间如果存在的话,也就意味着会打破时间和空间的限制。而对于我们现有的宇宙来说,相对论就已经指出了,没有任何的物体可以打破光速的限制。而且及时能够达到光速也最多只能够跟时间相平行。

科学家们是如何看待高维度空间的?

对于科学而言是非常严谨的,那些看起来非常有道理但是却没有办法证实的事情是不会得到他们认可的,所以,即使有很多的民间科学家都认为在我们的宇宙背后还存在着更高维度的空间,但是主流科学界并不支持这一点,反而认为三维空间就已经奠定了我们现在宇宙的最基本要素。当然,如果真的想要证明更高维度的空间存在的话,那么我想对时空观念的拆解将会是一个重要的突破点。不过以我们现在的科技还没有办法去实现这个手段。