四维“空间”可以想象或做出模型吗?

四维“空间”可以想象或做出模型吗?
不考虑时间,撇开相对论里的四维,能将三维空间叠加起来变成四维“空间”并模拟出来吗?
注意:我的问题是有关纯数学的四维,和时间无关.
woshijiuhao 1年前 已收到1个回答 举报

伟大ll手电筒 幼苗

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我来试一试.(其实,不明白提问者为什么要刻意说“纯数学”“与时间无关”,从数学角度来看,“时间”也只是一种维度而已,跟“长”“宽”“高”没什么区别.)
首先,要直观展示一个“四维模型”是不现实的.所谓“直观”,即能直接为人所感知.显然,人类的感知器官是无法感知四维空间的.因此,我不打算构建一个“四维模型”,下面的方案更像是一个系统.好,现在我来试一试.
我的尝试从三维空间开始.在这个三维空间中有一个三维物体,比如……一个长方体吧.好,现在我们来给这个空间加上一个维度.前面说过,必须借助一个系统来完成这个任务.这里我需要借助的系统工具就是一条实数轴,以及我们头脑中的一个“虚拟放大镜”.然后我们通过该“放大镜”观察长方体,在此定义,该“放大镜”的倍数由实数轴上的取值决定,负值表示缩小,0表示椅子不可见.系统完成.现在,除了在长/宽/高三个方向(维度)上的度量外,还必须由在那条实数轴上的度量决定该长方体的形状.“四维模型”构造完毕.
其实,这个“模型”很笨,我们身边就有无数的“四维模型”可供选择,因为我们根本就生活在四维空间中.举例而言,我如果问这么个问题“东经X度,北纬Y度”上有什么东西,你能准确回答吗?一般来说,只要你能在地球表面上找到这个点,你是可以回答这个问题的.可是,我提供的只是一个二维坐标,你应该是无法在三维空间中确定这个点的位置的.你的回答是建立在这样一个假设上的——“问的是地面上有什么”.或者说,你回答的是“东经X度,北纬Y度,相对高度为0处有什么东西”,于是你得到一个三维坐标,确定了这个点的位置.但实际上你确定了吗?某年某月某日某时某分某秒,这个点上也许有一只小蚂蚁,这个点上会一直有只小蚂蚁吗?显然,这不太可能.所以,你的答案仍然是不确定的,你还需要一个维度来确定这个点的“位置”,即,它在时间轴上的坐标.跟前面的情况一样,这个维度上的坐标被你忽略了.
所以,我们根本就是生活在一个四维空间中的.否则,我们将只能在长/宽/高三个维度中活动,我们的概念中将没有“时间”,也就是说,根本不存在“生老病死”,一切都不会随时间变化.
其实提问者在“空间”上打引号,想来是为了表示该“空间”不同于我们日常说的“空间”吧?当我们说“空间”时,我们想到的是“长宽高”,“时间”被与“空间”并列了.然而,“时间”根本是度量我们所处“空间”的一根轴.既然我们不会说“物体所处的空间和长度”,为什么我们要说“物体所处的时间和空间”呢?我们,被我们的感官限制了,没认识到其实我们的“空间”里,还有我们无法直接感触的维度——“时间”——的存在.

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