科学家为何迫切想进入四维时空?
人总是对未知的事情感到很好奇,科学家更是想要探求其中的奥秘。所以对于四维空间的一点风吹草动,科学家们都会去格外的去关注。而且思维空间也真的特别神奇,能激发人们的探求欲望。
在高维空间里面,与人类最接近而且也是人类最感兴的维度非四维空间莫属,虽然人类还没有找到四维空间存在的证据,但是人类却从理论上预言四维空间是真实存在的一个空间,著名的科学巨匠爱因斯坦表示,所谓的四维空间其实就是在三维空间里面加上一个时间维度,简单点说四维空间就是三维空间不不同时间段若干个三维空间的重合,这时间可以是过去,也可以是现在,甚至还可以是未来,也就是说在四维空间里面,时间概念完全被颠覆。
不仅仅是爱因斯坦,另一个伟大的科学家霍金也认为四维空间也是存在的,霍金表示在四维空间里面存在时空“漏洞”,人类如果能够找到四维空间并且发现这些时空漏洞,那么就可以随意改变时间,可以设定时间是过去、未来,也就是可以实现人类梦寐以求的时空穿越梦想。
不仅仅是四维空间,在这个世界、这个宇宙还有很多人类无法解释的未解之谜,当然这些谜团也不可能永远不会被揭开,毕竟人类的科技一直在发展,而科技是揭开这些谜团的有力武器,未来只有等到人类科技足够发达了,人类才有可能证实四维空间是否存在。
维度这个东西,一多就复杂起来了。那到底什么是四维时空呢?
目前对四维的理解,不同的学科意义上还完全不同。
数学上的四维 - 四维空间
四维空间,也叫做“欧几里得四维空间”,是标准欧几里德空间。它是一个数学概念,可以拓展到n维;四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。
在物理学和数学中,可将n个数的序列理解为一个n 维空间中的位置。当n=4时,所有这样的位置的集合就叫做四维空间。四维空间和人居住的三维空间不同,因为多了一个维度。
四维空间猜想
通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。
可以定义可以度量的都可以有维度。比如点、线、面、时间、熵,构成五维空间也能说得通。
当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现,但现实很难对应和想像。
真正的四维时空
四维时空(叫做闵可夫斯基时空)来自爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论的概念。
人们很容易把四维时空和四维空间的概念混乱。
关于这一点,考克斯特曾写道:
把时间作为第四维数带来的好处,即使有也微不足道。实际上,H. G. 威尔斯在《时间机器》中发展的这种十分吸引人的观点导致了J. W. 杜恩(《时间实验》)等作者对相对论有非常错误的理解。闵可夫斯基的时空几何是不符合欧几里得体系的,所以也就与当前的研究没有关系。- H. S. M. 考克斯特, Regular Polytopes
爱因斯坦说过,四维空间就是在三维空间上加上一条时间轴,因为不管几维空间都离不开时间的支持,没有时间也就没有空间!时空是无法分开的,分开就没有意义了。就如一把尺子在三维空间里(不含时间)转动(以尺子外的某个点或线为中心),其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种“此消彼长”的关系。
说白了四维时空就是目前我们生活下来的时空,我们本来就在里面,所以就不存在还要不要进入的问题。
所谓高维空间是相对于人类所生活的三维空间或者能够接触到更低维度空间而言的,人类行使现有的表面常识对世界分别不同的维度空间,凭据不同的组成物质和布局总共分别为四个维度空间,分别是零维空间、一维空间、二维空间、三维空间。
这几个维度空间都曾经被证实存在并且也能够行使已有表面常识去注释的,此中零维空间是点,一维是线、二维是面、三维是立体,而人类就生活在三维空间内部,由于人类可以看到零维、一维、二维空间任何物体,而高于三维空间的被分别为高维度空间。
在高维空间内部,与人类非常接近并且也是人类非常感兴的维度非四维空间莫属,固然人类还没有找到四维空间存在的证据,但是人类却从表面上预言四维空间是实在存在的一个空间,闻名的科学大师爱因斯坦表示,所谓的四维空间其实即是在三维空间内部加上一个时间维度,简单点说四维空间即是三维空间不不同时间段几何个三维空间的重合,这时间可以是过去,也能够是当今,乃至还可以是来日,也即是说在四维空间内部,时间概念彻底被颠覆。
固然人类从表面上觉得四维空间存在,但是人类作为高级生物却永远想象不出四维空间的实在样子,为何呢?个人觉得主要有两个缘故,第一个缘故是人类是生活在三维空间的,低维度空间是无法干脆看到高维度空间的,是以人类注定无法看到四维空间也无法想象四维空间实在的样子。第二个缘故四维空间或者底子不存在,都说物质决意意识,要想描绘一种东西的实在样貌,开始需要如许东西必需存在,而四维空间只但是是科学家纯数学的一个引申,而数学彻底不等同于物理,是以从物理角度来看,四维空间或者底子不存在。
固然以上都是猜测,不单单是四维空间,在这个世界、这个宇宙另有很多人类无法注释的未解之谜,固然这些谜团也不行能永远不会被揭开,毕竟人类的科技一直在发展,而科技是揭开这些谜团的有力武器,来日惟有比及人类科技足够蓬勃了,人类才有可能证实四维空间是否存在,证实它存在还需要想办法掌握了行使它,辣么四维空间毕竟存不存在,让来日人类科技去解答吧!