次元空間

次元空間

“次元空間”也可稱為“多維空間”,“次元”就是“維度”。據說,宇宙是由很多很多的次元組成,所謂“次元”所指就是如一本書的書頁,而這頁是什麼樣的,只有寫這書的人才知道。一維是線性的,有種原始生物它只能線形活動,也就是對它來說只有前和後的概念. 二維是平面的只能在一個平面里操作 ,三維是空間的的概念,即在一個空間裡,四維就是跨越空間的概念,可以通過一個空間到另一個空間,有個科幻片裡的一個故事,把一個人關在監獄裡能逃走,其實這個就是因為他跨越了空間,從一個空間到另一個空間了. 異次元就是非三維空間,就是創造另一個小型空間。

基本概述

“次元空間”也可稱為“多維空間”,“次元”就是“維度”。據說,宇宙是由很多很多的次元組成,所謂“次元”所指就是如一本書的書頁,而這頁是什麼樣的,只有寫這書的人才知道。

疑問介紹

關於“次元”的詮釋有很多種;多個平行的空間的其中一個位面、同一時間的不同分秒等,其中以前一個所被認同著居多。但它究竟是什麼樣的,沒有人真正知道,還有待發現!而不同的位面是否存在,就如到底有沒有外星人一樣不得而知。

相關信息

猜想

次元空間次元空間

空間中均勻分布著物質,而物質始終是運動的,物質的運動表現為振動,則空間是振動的,空間振動的頻率範圍遠超人類所知的頻率範圍,則不同次元空間可以理解為振動頻率不同的空間,由於空間振動頻率不同其性質也有所差異,單一差異即稱為維度。

詳細介紹

未知數的多重指數就可以稱之為元,比如數學中的某數的幾次方,就可以稱為這個數的幾次元。再如,物理中,空間可能存在多重性,這種多重的空間所在,也可以說成的幾次元空間,所以次元不只是數學中的X的幾次方而已。次元 無所謂代數還是方程式,次元與這兩者都是沒太大關係,只是關聯而已。

一維是線性的,有種原始生物它只能線形活動,也就是對它來說只有前和後的概念. 二維是平面的只能在一個平面里操作 ,三維是空間的的概念,即在一個空間裡,四維就是跨越空間的概念,可以通過一個空間到另一個空間,有個科幻片裡的一個故事,把一個人關在監獄裡能逃走,其實這個就是因為他跨越了空間,從一個空間到另一個空間了. 異次元就是非三維空間,就是創造另一個小型空間。

平行宇宙(Multiverse、Parallel universes),或者叫多重宇宙論,指的是一種在物理學裡尚未被證實的理論,根據這種理論,在我們的宇宙之外,很可能還存在著其他的宇宙,而這些宇宙是宇宙的可能狀態的一種反應,這些宇宙可能其基本物理常數和我們所認知的宇宙相同,也可能不同。

平行宇宙經常被用以說明:一個事件不同的過程或一個不同的決定的後續發展是存在於不同的平行宇宙中的;這個理論也常被用於解釋其他的一些詭論,像關於時間旅行的一些詭論,像「一顆球落入時光隧道,回到了過去撞上了自己因而使得自己無法進入時光隧道」,解決此詭論除了假設時間旅行是不可能的以外,另外也可以以平行宇宙做解釋,根據平行宇宙理論的解釋:這顆球撞上自己和沒有撞上自己是兩個不同的平行宇宙,如此云云等。

在最初,科學家做出一系列“自然可能性”而非現代物理的假設:宇宙在尺寸上無限大(或者至少足夠大),並且象天文觀測指出的那樣--均勻的分布著物質。既然如此,按照統計學規律便可以斷定,所有的事件(無論多么相似或者相同)都會發生無數次:會有無數個孕育人類的星球,它們之中會有和你一摸一樣的人--一模一樣的長相、名字、記憶甚至和你一模一樣的動作、選擇--這樣的人還不止一個,確切的說,是無窮多個。

最新的宇宙學觀測表明,平行宇宙的概念並非一種比喻。空間似乎是無限的。如果真是這樣,一切可能會發生的事情必然會發生,不管這些事有多荒唐。在比我們天文觀測能企及範圍遠得多的地方,有和我們一模一樣的宇宙。天文學家甚至計算出它們距地球的平均距離。

你很可能永遠見不到你的“影子”們。你能觀測到的最遠距離也就是自大爆炸以來光所行進的最遠距離:大約140億光年,即4X10^26米--定義了我們可觀測視界的大小,或者簡單地說,宇宙的大小,又叫做哈勃體積。同樣的,另一個你所在的宇宙也是個同樣大小的球體。以上便是對“平行宇宙”最直觀的解釋。每個宇宙都是更大的“多重宇宙”的一小部分。

有關於次元空間還有以下案例

事件一

1960年,在神秘的百慕達海域也發生一件怪事。 在眾多旁觀者面前,美國的戰鬥機被雲吞噬,就此消失。

目擊者之一H·維克多回憶說:“當時我在金德雷空軍基地的人工衛星站工作。那天氣候良好,空中除了一朵雲之外,一片晴朗。

“五架戰鬥機從事訓練飛行。包括我在內,很多基地人員都在觀賞天空的情況,五架戰鬥機在離海岸800米的上空衝進一朵飄浮的白雲中,拚命伸長脖子望著天空,但是它始終未再出現。

“基地頓時騷動起來。控制塔的指揮自始至終都是目擊者,他也一樣沒有看到任何物體從雲中掉到海上,雷達螢幕上也顯示出本來的五架戰鬥機的影子,突然間地消失了一架,立即引起官方注意,而派出搜尋隊。

“搜尋的範圍是基地的海岸到800公尺外的淺灘。 “找了又找,連一個戰鬥機破片也沒有發現。那朵白雲吞噬了一架戰鬥機,在不知不覺中消失了……”

事件二

1968年6月1日又出現了一件古怪的事,那天,在南美洲阿根廷首都布宜諾斯艾利斯郊外,兩輛汽車正在高速公路上行駛。 一輛坐著律師畢特耳夫婦,另一輛載著他們的朋友——哥登夫婦,他們的目的地是150公里外的麥布市。 哥登夫婦一路領先,不久,汽車在暮色中到達麥布市郊,回頭往後一看,畢特耳夫婦的車子不見了,他們還以為律師車子發生了故障,進城後,他倆分頭打電話給沿途的村鎮,又派人沿高速公路搜尋。

兩天過後,一無所獲,哥登夫婦只好報警。 就在同一天,哥登接到墨西哥打來的長途電話,說話人竟是畢特耳律師本人。原來他們遇到了一件不可思議的奇事:

當畢特耳夫婦的車子經過雪斯哥姆市後,車子前方突然白霧籠罩,不久,車身全被白霧包圍。畢特耳看錶,時間是午夜12點10分,就在這時,夫婦倆忽然昏迷過去。也不知經過多少時候,他們甦醒過來,天色已經放亮,車子仍然在高速公路上行駛。 奇怪的是,路上的風光景色,以及行人的穿戴服飾,都和阿根廷不同,停車一問,真叫人大吃一驚:原來他們已在墨西哥城了! 阿根廷距離墨西哥最少也有6000公里,他們怎么會把車子從阿根廷開到墨西哥的呢?律師先生自己也說不出個頭緒來。

畢特耳夫婦趕快打電話給阿根廷駐墨西哥的領事館,要求幫忙,這時,他們兩人的錶針都停在12點10吩,而實際上,這天已是1968年6月3日了。 像這種怪事,世界上已發現過多次,所以,引起了許多科學家的注意。

事件三

1934年,在美國菲拉狄爾菲亞港,有一艘滿載官兵的驅逐艦,正啟程遠海駛去。突然,一陣波濤襲來,還沒等司舵把穩方向,轉瞬間,這艘船卻神奇地在維吉尼亞洲東南部的諾福克海港出現了。

艦長、大副、領航、司舵和水手們個個睜大了眼睛,面面相覷,誰也不知道發生了什麼事情,艦長緊蹙雙眉的納悶著,菲拉狄爾菲亞港和諾福克港之間距離500多公里,在短促的時間裡,怎么可能由一個港口航行到另一個港口:況且大副、領航、司舵又沒失職,層層控制著這艘船,又怎么會發生這種不可思議的事情?真是莫名其妙!……

事件四

1956年5月10日,美國西部俄克拉荷馬州一個叫做奧塔斯的城市裡,八歲的小孩吉米正和小夥伴特姆、肯一起玩“捉強盜“的遊戲。由吉米爬上附近一家人家的圍牆,抓住從圍牆下通過的肯。正玩在興頭上,吉米忽然大喊一聲:“肯,等一下!”就從圍牆上跳了下來,就在這一霎那間,吉米不見了人影,特姆和肯大吃一驚,急忙喊道:“喂!吉米!”“吉米!你藏到哪兒去啦?快出來!”

兩個孩子聲嘶力竭地呼喚著自己的夥伴,但是聽不到任何回音,吉米仍然杳無蹤影。人們聽說吉米在兩個同伴眼前突然失蹤,頓時鬨動起來。吉米的媽媽急忙和警察局報告,警方以為發生了誘拐兒童的案件,立即出動進行搜查,但是毫無結果。

一個月過去了,有一天,吉米的母親也出乎意料地失蹤了。當時由於沒有人在現場,不知道她失蹤時的情形。但是,連續發生兩起突然失蹤的事件使警方緊張起來,再次進行全面偵查,仍然一無所獲。吉米母子倆為什麼會去向不明,一直無人知曉。

異次元空間

次元空間次元空間

異次元空間一詞來源於日語,中文含義為“平行宇宙”,是在高位空間假設的基礎上提出的辭彙,用以形容一個包含時間坐標軸在內的四維空間。多出現在科幻影視作品和漫畫當中。異次元空間這一辭彙已經被廣泛地套用於小說和電視作品中,成了時空隧道的代名詞。

但是術語裡只有“高維空間”與這個詞意義相近。

我們所處的這個世界,是一個三維的空間,有人提出,真實的世界可能並不只有三維,可能是四維,甚至更多維空間,如果是四維空間,那么就可以把時間加進去,這樣就可以解釋一些在時間中旅行的事件。但是這種構想目前只停留在想像階段,沒有人可以證實它。數學家們就是根據這個構想,構造了多維空間模型,並從理論上加以研究。這可能就是你說的異次元隧道所達到的異次元空間。在異次元空間裡,人不僅可以在空間裡變化自己的位置,還可以在時間裡變化自己的位置。也就是說,人可以按照自己的意願,去到任何一個他想去的年代。”

《時間簡史》論證了生命不會在二維以下空間存在,而在別的地方的研究證實,在四維(包括四維)以上,原子不穩定。

目前,這些還只是猜測,以人類的大腦很難直接想像高於三維的空間,從事這方面研究的人多按坐標系的建立法研究。

具體維數

0維

○維:沒有長寬高,單純的一個點,如奇點。

一維

一維空間只有長度

二維

二維空間平面世界,只有長度和寬度

三維

三維空間長寬高 立體世界我們肉眼親身感覺到看到的世界 三維空間是點的位置由三個坐標決定的空間。客觀存在的現實空間就是三維空間,具有長、寬、高三種度量。數學、物理等學科中引進的次元空間概念,是在三維空間基礎上所作的科學抽象。

四維

四維空間一個時空的概念 日常生活所提及的“四維空間”,大多數都是指阿爾伯特·愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的“四維時空”概念。我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係,是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸,而這條時間的軸是一條虛數值的軸。根據阿爾伯特·愛因斯坦相對論所說:我們生活中所面對的三維空間加上時間構成所謂四維空間。

五維

從我們這個宇宙大爆炸開始到某個可能的結果,這段時間上的持續叫四維,而在這個四維時間線上任何一點都有無限種發展趨勢。這樣從四維上的某一點分出無限多的時間線,構成了五維空間。

六維

五維空間上兩條時間線如同二維空間(如報紙上的兩個對角點)不能直接到達,而把報紙對摺就可以直接到達報紙上的對角點。在六維空間中正如把二維空間彎曲一樣,五維空間也可以彎曲,產生了六維空間,在六維空間中可以直接到達五維時間線上的任意一點。

七維

七維空間包括了從宇宙大爆炸開始到宇宙結束,所有空間維,所有時間維上的所有可能性,以及在任意兩點直接到達的可行性。五維空間是某一點產生無限個發展趨勢,七維是所有點即無限點上產生無限個時間線。

八維

在七維空間上已經描繪了我們這個宇宙中從始到終,所有空間維,所有時間維,八維是什麼呢?對了,還有一個可供操作的點,那就是大爆炸這個點,八維空間中包括了從大爆炸處產生的無限多個宇宙,這些宇宙中有不同的物理定律,不同的引力常數,或許有沒有萬有引力也說不定,不同的光速。

九維

九維空間則是八維空間的彎曲,在八維空間中,不到直接在各個宇宙中到達不同的兩點,而九維空間中則可以在八維空間中的兩點間直接到達。

十維

根據超弦理論,最小粒子不是實體的物質,而是由不同振動頻率的超弦形成的物質,不同的頻率產生了不同

外在表現。在十維空間中,物質已經沒有差別,或是已經沒有物質。只存在不同振動頻率的弦。在十維空間中一切皆有可能。

“維”的定義

一維是線,二維是面,三維是靜態空間,四維是動態空間(因為有了時間)。

我們在物理學中描述某一變化著的事件時 所必須的變化的參數。這個參數就叫做維。幾個參數就是幾個維。比如描述“門”的位置就只需要角度所以是一維的 而不是二維

簡單地說:0維是點,沒有長、寬、高。一維是由無數的點組成的一條線,只有長度,沒有寬、高。二維是由無數的線組成的面,有長、寬沒有高。三維是由無數的面組成的體,有長寬高。維可以理解成方向。

因為人的眼睛只能看到三維,所以三維以上很難解釋。正如一個智力正常,先天沒有一隻眼睛,一隻耳朵的人(這樣就沒有雙眼效應,雙耳效應),他就很難理解距離了,他很可能認為這個世界是2維的.

一個簡單的說法:N維就是N條直線兩兩垂直所形成的空間

因為,人類只能理解到3維,所以後面的維度可以通過數學理論構建,但要仔細理解就很難.在量子力學,目前仍在建立的膜理論,認為世界是11維的.

次元空間存在意義

理解了宇宙的空間有更多維存在,再回過來看相對論與量子理論是如何產生矛盾的,我們就很容易理解了:這兩個理論在日常的三維空間裡是不可能統一的,它們的矛盾是必然的,只有在高維空間裡才能得到統一。

為了更好地理解這一點,我們可以舉一個三維世界和二維世界的例子。我們首先假設有一些生活在二維平面世界的生命,它們的世界裡只有長和寬,根本無法理解第三維——“高”這一維。因此,它們對三維世界的感知只限於三維物體在平面世界的投影,或者三維物體與平面世界的接觸面,試想一想,一個平面生命怎么能夠通過投影來想像三維物體的豐富性和完整性呢?當三維物體與平面世界接觸時,三維物體在平面世界上的零碎片段,比如一張桌子的四根腳柱、人印在地面上的兩雙鞋印,更讓平面生命摸不著頭腦——這些拼不到一起的碎片究竟意味著什麼呢?它們不能想像,四片互不相連的印跡怎么會構成一張完整的桌子呢?那斷斷續續的鞋印上怎么會有一雙完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然還有一個更加完整的人!用二維的眼光來打量這些碎片,你永遠不可能將它們拼成一個整體。

於是有一天,一個足智多謀的平面生命偶然想出一個絕妙的主意。它宣布,平面世界之外還有一個“向上”的第三維,如果順著這些碎片“向上”看,其實碎片是一個完整的整體!這真是個驚人的見解,大多數平面生命都困惑不解。

相對論和量子理論的遭遇與這種情況非常相似,在我們的三維空間裡,它們就像兩塊互不相干的碎片,永遠也拼合不到一起。但把空間“向上”抬一抬,把宇宙變為十維空間,相對論和量子理論這兩塊看似互不相干的碎片就會令人震驚地結合得天衣無縫,成為一個更完整的理論大廈的兩根互相依存的支柱!雖然我們在三維空間中無法想像和描述一個多維的空間,但我們卻能通過複雜的數學方程推導出它的存在。

次元空間的產生

在宇宙的極早期,它誕生的10^-43秒內,它的直徑僅有10^-33厘米,含有豐富的十維空間,所有的空間維都平等地捲縮在一起。在那樣的空間中,宇宙的能量極高、溫度極高,所有四種力都融為一體,相對論和量子理論可以歸結為一個理論。

普朗克尺度單位-內部結構模型圖普朗克尺度單位-內部結構模型圖

但是,這樣高維度、高能量、高溫度的空間是極不穩定的,就像脹氣太多的氣球,於是大爆炸發生了。維度被解散、能量發散、溫度降低。三維的空間和一維的時間無限延伸開來,逐漸形成了我們今天可感知的宇宙;而另外六維的空間則仍然捲縮在普朗克尺度(即10^-33厘米)以內。

當宇宙處在10^32K這樣極高的溫度(這溫度比我們得到的太陽的溫度高10^26倍)時,引力與其他大統一力分離開來,引力隨著宇宙的膨脹而不斷延伸成長程力,。隨著宇宙進一步脹大和冷卻,其它三種力也開始破裂,強相互作用力和弱—電力剝離開來。

當宇宙產生10^-9秒之後,它的溫度降低到了10^15K,這時弱—電力破缺為電磁力和弱相互作用力。在這一溫度,所有四種力都已相互分離,宇宙成了由自由夸克、輕子和光子組成的一鍋“湯”。稍後,隨著宇宙進一步冷卻,夸克組合成質子和中子。它們最終形成原子核。在宇宙產生3分鐘後,穩定的原子核開始形成。

當大爆炸發生30萬年後,最早的原子問世。宇宙的溫度降至3000K,氫原子可以形成,其不至於由碰撞而破裂。此時,宇宙終於變得透明,光可以傳播數光年而不被吸收。

在大爆炸發生100至200億年後的今天,宇宙驚人的不對稱,破缺致使四種力彼此間有驚人的差異。原來火星的溫度現在已被冷卻至3K,這已接近絕對零度。

這就是宇宙的演變史,隨著宇宙的漸漸冷卻,力將解除相互的糾纏,逐步分離出來。首先引力破裂出來,然後強相互作用力,接著弱力,最後只有電磁力保持不破缺。

空間中的裂縫

超弦理論還給我們帶來一個更加令人震驚的結果:我們的空間結構居然是離散的,而不是連續的!在我們的日常經驗中,空間和時間總是無限可分的,但事實卻大謬不然。空間和時間都有自己的最小值:空間的最小尺度為10^-33厘米,時間的最小值是10^-43秒。因為當空間小到10^-33厘米後,時間和空間就會融為一體,空間維度就會高達十維,在這樣的情況下,即使空間還能分割,那也是我們目前所不能了解的了。

事實上,量子理論就是關於“離散的量”理論,“量子”一詞的含意就是“一個量”或“一個離散的量”。早在1900年,量子理論剛誕生時,科學家們就發現,在微小的粒子世界,能量是一份一份發出的,而不是連續發出的。就像人民幣的最小單位是“分”,桌球只能一個一個地買,而不能半個半個地買,這些都是日常生活中關於事物不可無限分割的例子。

雖然當時科學家已經知道了粒子能量的不連續性,但他們卻不知道為何有這種不連續性,只是被迫接受而已。但現在我們都知道了,這與空間的不連續性密切相關。正是由於空間有最小的、不可分割的單位,才會影響到基本粒子的能量發射方式。

現在,我們基於時間和空間是連續的舊理論必須被拋棄,在普朗克尺度下,弦是一段一段的,開弦就是一段線,閉弦就是一個圓圈,每一個弦片攜帶的都是一份一份的動量和能量。

空間具有一個最小的、不可分割的值,這個不可思議的現象會導致什麼樣的結果呢?我們很容易想到:我們巨觀的空間結構是由一份份最小的空間包組合起來,在這一份份的空間包中間,極有可能存在著我們無法探測的空間裂縫!所謂“蟲洞理論”中在空間中鑿開一個洞口的構想,從理論上來說真的是可行的,這就是尋找相鄰空間包之間的裂縫,然後用難以想像的高能量轟開這個裂縫,一個蟲洞就出現了!可以說,小小的十維空間包以及它們之間的裂縫存在於我們空間的每一個角落,只要我們有足夠的能量,我們可以在任何地方鑿開一個蟲洞。

大統一宇宙理論

今天,我們深深知道,浩瀚宇宙中所有紛繁複雜的現象都可以追溯到同一個源頭,人類發現的大大小小的規律最終都可以被一個根本的規律所囊括。為了理解這一點,我們以地球生命的發展為例:我們人類不同的人種都可以追溯到同一個起源,而人、猩猩、猿猴又可以追溯到同一個祖先,以此類推,所有的哺乳動物都擁有相同的祖先,所有的動植物也都擁有相同的祖先,最後,所有的生命都起源於同一個細胞——生命只有一個源頭。

宇宙中所有星系的起源也同樣能夠追溯到同一個源頭,太陽系中的星體都起源於同一個星雲,所有的星雲都起源於相同的分子,所有的分子都由那幾百種基本粒子演變而來。這樣,順著時間之流一直向上溯源,我們終於來到了大爆炸開始的時刻,在這裡,空間、時間和物質都是融為一體的,一切都歸結為一點。

宇宙從同一點出發,經過了100多億年的漫長歲月,進化出一個複雜多變的世界,但不管這個世界是如何千變萬化,在所有現象的背後,都有一個最根本的規律在運行,這就是宇宙起點時的源頭規律。這個規律就是一個包羅萬象的規律——所謂“萬物至理”即是如此。

這個“萬物至理”的理論就是超弦理論,它建構了宇宙開始時刻的十維空間圖象,隨著十維空間的崩裂,超弦理論也分裂成兩個理論——相對論和量子理論,此後,隨著物質豐富性的增加,它們又分裂成更多的理論。今天,我們不斷向上回溯,終於描繪出了宇宙大統一的圖景——一個極具神秘色彩的十維宇宙。

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