从零维到十维的空间之旅
在科幻大片中 , 我们常会听到四维、五维……十维空间的说法 , 那么 , 它们到底是什么样的?让我们打开脑洞 , 一起踏上从零维到十维的空间之旅吧!
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【从零维到十维的空间之旅】
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零维:一个想象中的点
让我们从一个点开始 , 它没有大小、没有维度 , 只是一个被想象出来、标志位置的点 。它什么也没有 , 空间、时间通通不存在 , 这就是零维度 。
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一维空间:孤单的长度
在零维的基础上 , 已经存在了一个点 , 我们再画一个点 。两点之间连一条线 。噔噔噔 , 一维空间诞生了!
不过 , 一维空间只有长度 , 没有宽度和深度 。
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二维空间:长度+宽度
那么 , 如何从一维空间升级到二维?很简单 , 再画一条线 , 穿过原先的这条线 , 就有了二维空间 。二维空间里的物体有宽度和长度 , 但没有深度 。比如 , 在纸上画一个长方形 , 长方形内部就是一个二维空间 。
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因为二维空间只有长度与宽度 , 我们就可以将二维世界里的生物理解成“纸片人” , 因为维度的局限 , 这个可怜的二维生物只能看到二维的形状 。如果让它去看一个三维的球体 , 那么他只能看到这个球体的截面 , 也就是一个二维空间的圆 。
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三维空间:长+宽+高
三维空间大家都很熟悉 , 我们无时无刻不生活在三维空间中 。三维空间有长度、宽度与高度 。
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但是 , 我要用另一种思维来表达三维空间 。假设有一张报纸 , 上面有一只蚂蚁 。我们姑且把蚂蚁君看作是“二维生物” , 它在二维的纸面上移动 。如果它要从纸的一边爬到另一边 , 则它需要走过整个纸张 。如果我们把这张纸卷起来 , 成为圆柱——一个三维空间里的物体 。这时 , 蚂蚁君只需要走过接缝 , 就到达了目的地 。换句话说 , 把二维空间弯曲 , 就得到了三维空间 。
在这个图示上 , 蚂蚁从A点消失 , B点出现——卷曲产生了新的维度!
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四维空间:长宽高+时间线
四维空间比三维多一维 , 它是什么?是时间!想象一下 , 左边有一个1分钟之前的我 , 右边是现在的我 , 将这“两个我”连成线 , 它就是四维空间里的线 。太棒了 , 四维空间出现了!
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那么 , 在现实中我们可以看到过去的我和未来的我么?不能!因为我们是三维生物 , 只能看到四维空间的截面——也就是此时此刻的世界 。
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