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  大家都说我们生活在三维空间,可我们也有时间啊?四维代表时间,这样说来我们既生存在四维世界又生活在三维空间?人类到底定为在几维空间?

  毫无疑问,我们生活的空间为三维空间。也有人把我们的空间叫做四维,就是你说的三维空间长宽高加上贯穿于其中的时间轴,应该叫四维时空,而不是四维空间。其实这两者是一回事,只是表述不同罢了。

  有理论认为在宇宙中有0维到n维空间,但都还是猜想,没有实际依据。一般来说,0维就是一个点,这个点没有长和宽,更没有高,看起来就像是没有,所以在我们这个维度很难理解,也无法用我们世界的理论来说明。就像宇宙大爆炸前的奇点,就是一个体积无限小的点,多小无法形容。一维就是无数个点组成的一条直线,只有长度,没有宽度和厚度;二维空间就是由无数个一维空间组成的一个平面,这个平面有长和宽,但没有高,也就是没有厚度,比如影子就是一个二维的东西。这个0维到二维的空间,时间怎么在其中发生作用,里面是一些什么状态的东西,都没有一个定论。三维空间又是由无数个二维空间组成的。

  人们对四维空间的描绘多一些,如果加上时间,就是五维时空。一般的理论认为,三维空间就是四维空间一个节点,四维空间由无数个三维空间叠加组成,所以在四维空间可以同时看到各个不同阶段的事物。四维空间不同于三维空间,四维空间指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;人类作为三维物体可以理解四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识以及存在于四维空间,因为人类属于三维空间的生物。

  空间和时空

  首先空间和时空是常常会被混淆的两个概念。其实他们两者不同。

  爱因斯坦的广义相对论里面提到过四维空间,讲的是三维空间加一维时间。这个并不是数学里面的多维空间的概念。实际上,时间维是独立于空间维的。一维空间也可以有时间,二维空间也有时间。多维空间都有时间。但是广义相对论里面提到的四维空间实际上是三维空间加上一维时间组成的四维时空。

  黎曼几何之后的高维几何发展了很多年,在超弦理论里宇宙的空间是九维空间加一维时间。而在M理论里,宇宙是十维空间加一维时间的十一维时空。

  如何描述高维空间的划分

  在二维的空间中,两条垂直相交的直线,可以构成X轴和Y轴。在三维的空间中,三条相互垂直相交的指向,构成了X轴,Y轴和Z轴。第三条直线穿过二维空间中交点(即原点),并且垂直于二维空间。同理,在四维空间中,同样会有一条直线,穿过这三维空间的三条直线的交叉点(三维坐标轴的原点),并垂直于前面三条直线。四维空间中垂直于三维空间的这条线,是无法在三维空间中表示出来的,也无法画出来。这条线位于坐标原点内部的四维空间中。

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