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四维空间

 越国居民 2019-12-26

  当你想要理解四维空间时,你首先要先理解一维空间至三维空间。

  一维空间由无数个零位空间集成(指无大小的点),即点动成线。一维空间就只是一条向两个方向无限延伸的直线,它只有X方向(即横轴),自然一维生物只能有两个方向。

  既然一维空间由无数个零维空间组成,那么二维空间就有由无数个一维空间组成,即线动成体。二维空间的生物在一维空间的移动方向的基础上加了一个Y(纵轴),所以在二维空间里有了东南西北的方向,但没有上下这个概念。

  了解完了一维和二维,就是我们生活的三维空间了。同样,三维空间也是由无数个二维空间组成,即面动成体。在三维,你可以自由的奔跑,跳跃。因为它具有X Y Z 轴(横轴 纵轴 竖轴)。如果我们在地上放一张纸,有一只蚂蚁从这头爬到另一头,(我们暂且把蚂蚁看成二维生物)有一段路程,但将报纸一头和另一头卷在一起,得到了三维空间,你就会发现蚂蚁只要越过缝隙就能抵达另一头。

  虽然我们处于三维,但我们看到的大部分都是二维。为什么这样说呢?用最简单易懂的话来说,比如你面前只有一堵墙,你只能看到它的一面,你无法看到墙的结构。你只有从多种角度来看它,才能感知它的结构。

如果四维生物面对一堵墙,它们看到的是三维(四维空间由无数个三维空间组成),它们也是只能从多种角度来观察墙才能感知墙的结构。

我们可以这样理解:(请你跟着做,这样可以使你更好的理解)你在你面前放置一个正方体盒子,在里面放一颗球。然后在一张纸上画一个正方形,在正方形里画一个圆。看着盒子,里面的圆是看不见的;看着正方形,圆是看的见的;你面前的那个盒子就是三维度生物看三维度物体,正方形就像四维度看三维度一样。

  以人类现代技术是无法制造出四维超立方体的。那么上面这个图片是什么呢?这只是四维超立方体在三维的形式出现而已,只是它在四维空间的投影。当然,在二维空间也有三维立方体的投影。你可以将棍子连成一个立方体,然后用灯光把它照射到一面墙上,你会发现它是这样的:

  我们将三维立方体投射至二维:

  你发现一个大正方形里有一个小正方形,点用线连着。如果你将手中的立方体按横轴旋转,那个投影里的小正方形会慢慢占据大正方形,然后变成小正方形。

  如果超立方体在三维空间旋转,你会发现和刚才一样,里面的小正方体会慢慢变大,“吞噬”掉大立方体,又逐渐变小,一直重复。

  那么四维到底由什么构成?它在三维空间的基础上增加了一个时间。比如桌子上有一只蚂蚁,它的左边是未来的自己,把这两个蚂蚁看成两点,把它们连起来就形成了一个四维空间,那条线就是时间轴。

四维生物可以看见它的过去和未来,但不能改变。

  下面就来看看从一维到四维的演变。

  我把一到四维整理了一下,可能有助于你理解。

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