| 词条 | 五维空间 |
| 释义 | § 概述 五维空间 根据爱因斯坦的狭义相对论，特别是其中提出的钟慢尺缩论断。当一个物体运动速度接近光速时，物体周围的时间会迅速减慢、空间会迅速缩小。当物体运动速度等于光速时，时间就会停止、空间就会微缩为点，也就是说出现零时空。当物体运动速度超过光速时，时间就会出现倒流即所谓负时间；空间也会相应回到过去空间，也就是所谓的负空间，这时该物体就进入了负时空，即时空倒流或时空倒转，从而该物体就实现了瞬移即瞬间移动。 我们用空间直角坐标系来表示五维空间时，空间时间各为横轴和纵轴，再加上速度为竖轴，即可形成五维空间参照系。在该参照系中，时间和空间的坐标轴不仅有正轴，还有负轴，同时还包含原点在内。时间和空间在五维空间参照系中存在时间—空间距离，即正负时间和正负空间之间有几何距离关系（至少在坐标系中理论是这样的）。 § 相对五维空间在时空隧道当中的存在性 爱因斯坦广义相对论本身预言了：空间－时间在大爆炸奇点处开始，并会在大挤压奇点处（如果整个宇宙坍缩的五维空间话）或在黑洞中的一个奇点处（如果一个局部区域，譬如恒星要坍缩的话）结束。广义相对论本身不能解释这些特征或回答这些问题，因为它预言，在大爆炸奇点宇宙是从无限密度开始的。在奇点处，广义相对论和所有其他物理定律都失效：人们不能预言从奇点会出来什么。正如以前解释的，这表明我们可以从这理论中除去大爆炸奇点和任何先于它的事件，因为它们对我们没有任何观测效应。空间－时间就会有边界——大爆炸处的开端。时间和空间在大爆炸开始，在大挤压终结，那么在这个过程当中，整个宇宙就存在一个完整的四维空间，时间和空间从开始再到时间和空间结束，时间和空间就在整个宇宙当中留下了一个长长的时间和空间轨迹，那么这个时间和空间留下的轨迹我们就称之为时空，那么什么是时空隧道（假设时空隧道是存在）呢？我定义为：时间和空间就在整个宇宙当中留下了一个长长的时间和空间轨迹，再次经过时间而留下的一个长长的双重时间的通道， § 物理维度 五维空间事实上的物理维度是多样的，我们熟知的是三个空问维度和一个常听说的时间维度。物理中的维度是从数学上定义的。而空间维度应当只有三维。零维向任意方向(方向是任意的)生长就形成了一维线(任意线,不只是直线)，一维线延法线方向(方向在一个平面内，所以是法平面,是二维的)生长就形成二维面，同理，二维面延法线方向(方向固定了，在一直线上)生长得到三维体。而三维体在空间上已经没有生长可能，用推论法可知,零维点有三维生长方向，一维线有二维平面为生长方向，二维平面有一维线为生长方向。生长方向随空间维度的升高而递减。三维体的生长维数为零。所以三维空间不可能生长成四维空间，四维的称为时空，时间维度是独立在空间维度之外的物理维度。也就是说智子实际只能是三维弄成二维制造的。而这样的制造是可以科幻一下的。然而也还是幻的成份多一点。正如我们自身身处三维空间，却无法感知二维空间一样，甚至无法证明二维空间的存在。因为不同维度的能量显然是不能交换的，否则永动机就真是有根有据啦。 线是一维的，参数是点 五维空间面是二维的，参数是线 体是三维的，参数是面 以此类推，以体为参数构成的空间就是四维空间，通常理解为时间，从很多书中可以看到类似的说法。 那么以时间为参数构成的空间应该就是五维空间，我们人类能够感知的只有4维了。 发现一个规律： 一维的东西能够容纳所谓的零维（直线是由点构成） 二维的东西能够容纳一维（纸上可以画条直线） 三维的东西能够容纳二维（盒子里放个纸片） 那么四维的东西就理所当然的容纳3维了。我们人体算3维的。我们的世界就是4维了，为什么是4维的呢？因为我们的世界有这样四个元素：长、宽、高和时间。 四维空间与以上，属于高维模型。高维模型，分数学与物理两个概念。在数学上，多维有很多模型。理论上，维数可以很高。模型很多。但是满足交换不变性质的很少，所以，有人认为四维空间是物理上限。但是，也有人认为会有更高维数物理。去思考，有益智力，因为只受到数学条件约束。在物理上，多维有很多模型。理论上，维数不可以很高。为了解释，宇宙整体的有限无边的性质，必须引入多维，一般是四维时空（一对相对组成性质），也有一些其它有限可数的维数，可能在物理上成立的模型不多。去思考难度很大，因为要受到物理现象的约束。 第五维空间：一个时间平面。这个时间平面就是五维空间，它是由无数个四维空间根据某一轴线集合而成的。我们可以想象，一个五维空间的物体，应该是跨越不同时间轴线的。在任意一个时间轴线上我们只能观察到它的一部分。 五维空间的提出，跟暗物质发现是密切相关的，学界说法呢，就是：暗物质发现证实意味着人类知识能力进入五维空间，是个突破性的质变，譬如，五维空间可能有助于获得“反物质”能源。那能源有多厉害？科学家们介绍说，一个一分钱硬币大小质量的“反物质”能源，其能量释放可使现有特大宇航作业做60次往返，且十分接近光速。宇宙里到处都有暗物质，获得反物质能源是“随时随地”可取的。就是说呢，那样一来，不仅是太阳系或银河系旅行了，就是做做星系旅行、甚至通过时空隧道（虫洞）做两个宇宙间的旅行，也不是可望而不可及的了。 更有意味的是，一旦实现五维空间能源的认识证实和获得能力，那就意味着进入六维空间的大门打开了。 如果真的有六维空间存在,那么爱因斯坦的“相对论”就显示了其理论自身的不完善。对于人类而言，我们习惯了三维空间的概念，如何能想象和接受六维空间。以水管为例说，当人们站在这根水管的正面看时，水管就是一条直线，我们就只看到了它的前后，它就是一维的。当人们站在一个平面里，看这根水管，就能看到水管的上下左右，那么人们就看到了它就是二维的。当人们在一个立体的空间里看这个水管，它的前后、左右、上下都收纳在我们的眼中，那么它就是三维的。 可如果人们把这根水管放在两维的平面中，然后又把这个两维的平面放在三维空间中，那么会是什么样的呢？于是，科学家把水管想象成像一根头发丝那样细。科学家认为，六个“隐藏”的空间维度，以极其微小的几何形状，卷曲在我们宇宙的每一个点中。 这种观察六维形状的方法之所以被发表在《物理评论快报》上，是因为这种方法能证明通过实验数据来观察这些难以捉摸的维度形状特征是可行的。同时，六维空间的存在也是证实“超弦理论”的主要方面。 七维空间： 根据90年代提出的M理论（超弦理论的一种），宇宙是十一维的，由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里，宇宙只是四维的（三维空间和一维时间），现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。 打一个比方：一只蚂蚁在一张纸上行走，它只能向右或向左，向前或向后走。对它来说高与低均无意义，这就是说，第3维的空间是存在的，但没有被蚂蚁所认识。同样，我们的世界是由四维构成的（三个空间维，一个时间维），但我们没有觉察到所有其他的维。 根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维，但这些维是看不见的，它们自身卷在了一起，被称为压缩的维。为了弄清这种看法，让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下，将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来，直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走，最后它又会回到出发点，这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的麦比乌斯带走，也会发生上述现象，当然，它是3维的，但如果沿着它走过，总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的，按照物理学它有3个维，但谁在上面行走，都只能认知人一个维。这就有点像左图上的人：上行或者下行，但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走，它就永远不会返回到原出发点。这就是二维（或者说被我们所感知的那种维）的例子，沿着它一直走，就不可能返回到原来的出发点。 霍金提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。另一种说法，宇宙十一维是爱德华·维顿提出来的。 这些“维”同样是天文学家无法探测的。 八维空间： 现代物理学界公认的理论是八维空间，分为X维（物体的长）、Y维（物体的宽）、Z维（物体的高）、时间维、重力维、电磁力维、万有引力维、万有斥力维。这一理论由德国物理学家巴克哈德海姆于1957年创立，随后由其本人进一步地发展与完善，并得到了一些新的成果，其中之一就是总结出了一系列计算基本粒子质量的方程式。1977年他将方程发表，但由于太复杂，竟没几个物理学家看得懂，后来经实验证明了其正确性。由于他的理论多用德语发表，所以大部分物理学家都认为这些论点晦涩难懂，不知所云，感到丈二和尚摸不着头脑。1980年，海姆的理论引起了奥地利物理学家沃尔特德吕舍尔的注意，他仔细研究后，对理论作了详尽的解释，并进一步完善，于是就有了今天公认的海姆－德吕舍尔空间，即一种八维的宇宙空间结构（我们现在就处于这一空间内）。 在划定四维以上时，还有我们很多解释不了的地方，高维模型也是相当难完成。以上，希望能方便你了解。 § 参考资料 1.爱因斯坦狭义相对论、广义相对论、霍金时间简史 2.http://image.baidu.com/i?tn=baiduimage&ct=201326592&lm=-1&cl=2&word=%CE%E5%CE%AC%BF%D5%BC%E4&t=3 § 相关词条 四维空间 一维空间 二维空间 三维空间 六维空间 七维空间 八维空间 |
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