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无限空间中有两个物体,二者相距的距离有限且不等于零,那么它们都是中心点吗

时间: 2021-08-22 06:58:38 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 99次

无限空间中有两个物体,二者相距的距离有限且不等于零,那么它们都是中心点吗

四维空间到底是什么样的?简单说明,通俗易懂。

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;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。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,因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。

通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。

可以定义可以度量的都可以有纬度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度,构成五维空间也能说的通。

当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现,但现实很难对应和想像。

扩展资料

四维空间的概念也可以通过解析几何的手段来研究。在那里我们可以利用代数方程来表示几何概念。为了利用这个手段进行观察以导致对四维空间的理解,我们来研究三维空间体系中的三个几何元素——点、直线和平面的方程。利用笛卡尔系统表示,我们可以写出:

点的方程:ax + b = 0 (坐标系:直线上的一个点)。

直线的方程:ax + by + c = 0 (坐标系:平面上的两条正交直线)。

平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (坐标系:三维空间的三个互相垂直的平面)。

从上面的研究我们可以看出:

所表示的每一个几何元素(或空间)的方程中的变量数目,等于这个空间的维数加1。

坐标系中的几何元素与被表示的几何空间的几何元素的维数相同。

在这个坐标系中,几何元素的数目等于被表示的空间的维数加1。在坐标系中,几何元素的这个数目是最低要求。

用来表示几何元素的坐标系,位于比它所含有的几何元素高一维的空间里。

根据上述观察,我们可以写出三维空间的下述方程。应当注意:这个方程有四个变量(x、y、z、u)。

ax + by + cz + du + e = 0

根据这公式我们可以断定:

1. 这个坐标系的几何元素有三维,即它们是三维空间。

2. 在这个坐标系中有四个三维空间。

3. 这个坐标系位于一个四维空间里。

参考资料:百度百科-四维空间

给你作一个比喻,都知道平面空间是二维空间,因为它没有深度,我们所在的三维空间的东西比如一个球体穿越二维空间。二维空间的视线都只能感受到球的一个切面部分,连起来即是一个小圆圈变大又变小的过程,而我们的三维空间就是四维空间上的一个切面,我们只能感受它的一个点所以我们只能感受现在正在发生的事情。

如果你进入了四维空间,你就能看到你从小到老死一切过程,它们都在同一时刻呈现在你眼前。

扩展资料:

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;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。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,因为人类属于第三个空间维度生物。

通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。

通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。

可以定义可以度量的都可以有纬度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度,构成五维空间也能说的通。

当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现,但现实很难对应和想像。

参考资料:百度百科-四维空间

在物理学中描述物质变化时所需的参数,这个参数就叫做维。几个参数就是几个维。比如描述“门”的位置就只需要角度,所以是一维的而不是二维。

简单地说:零维是点,没有长度、宽度及高度。一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有其中的宽度、高度。二维是由无数的线组成的面,有长度、宽度没有高度。三维是由无数的面组成的体,有长度、宽度、高度。

从广义上讲:维度是事物“有联系”的抽象概念的数量,“有联系”的抽象概念指的是由两个抽象概念联系而成的抽象概念,如面积。所以四维就是四个有联系的抽象概念组成的,第四个抽象概念是实时间,第四联系值为速度。

扩展资料:

四维空间的概念也可以通过解析几何的手段来研究。在那里我们可以利用代数方程来表示几何概念。为了利用这个手段进行观察以导致对四维空间的理解,我们来研究三维空间体系中的三个几何元素——点、直线和平面的方程。利用笛卡尔系统表示,我们可以写出:

点的方程:ax + b = 0 (坐标系:直线上的一个点)。

直线的方程:ax + by + c = 0 (坐标系:平面上的两条正交直线)。

平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (坐标系:三维空间的三个互相垂直的平面)。

从上面的研究我们可以看出:

所表示的每一个几何元素(或空间)的方程中的变量数目,等于这个空间的维数加1。

坐标系中的几何元素与被表示的几何空间的几何元素的维数相同。

在这个坐标系中,几何元素的数目等于被表示的空间的维数加1。在坐标系中,几何元素的这个数目是最低要求。

用来表示几何元素的坐标系,位于比它所含有的几何元素高一维的空间里。

根据上述观察,我们可以写出三维空间的下述方程。应当注意:这个方程有四个变量(x、y、z、u)。

ax + by + cz + du + e = 0

根据这公式我们可以断定:

1. 这个坐标系的几何元素有三维,即它们是三维空间。

2. 在这个坐标系中有四个三维空间。

3. 这个坐标系位于一个四维空间里。

我们对于四维空间乃至更高空间的研究,不是通过实验总结的方式,在现实中我们很难发现并推导出它们的一般规律,对于这些问题,我们可以采取一种新的研究方式。即:纯概念的研究。通过这种方式,我们可以容易的推导出这些很重要但在现实中不易想象的新内容。

参考资料:百度百科-四维空间

四维空间指的是一个有四个空间维度的空间。

简单地说:零维是点,没有长、宽、高。一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有宽、高。二维是由无数的线组成的面,有长、宽没有高。三维是由无数的面组成的体,有长宽高。维可以理解成方向。

因为人的眼睛只能看到三维,所以四维以上很难解释。正如一个智力正常,先天只有一只眼睛,一只耳朵的人(这样就没有双眼效应,双耳效应),他就很难理解距离了,他很可能认为这个世界是2维的。

一个简单的说法:N维就是2个以上的N-1维物体垂直所形成的空间。

因为,人类只能理解3维,所以后面的维度可以通过数学理论构建,但要仔细理解就很难。在量子力学,仍在建立的弦理论,认为世界是11维的。(十维空间+一维时间)

什么是四维空间冷知识科普.mp4

一个关于4维时空的问题

感谢您的点击rnrnrn我在百度词条“翘曲空间”中看到这样一段文字rnrn它首先描述了在3维空间,具有不同速度的物体在地球引力作用下,其抛物线曲率半径各不相同rn然后就是下面这句rn“ 现在加进时间维度。无论对石块、子弹还是光子,在时空中量度的曲率半径都精确地相等,其值为1光年的星级”rnrn我有几个问题想请教下各位达人rnrn1.为什么在加入时间维度后,它们的曲率半径就相同了rn2.“1光年的星级”中的星级是一个什么概念?rn3.如果它们的曲率半径为1光年,那曲率应该是相当小的。这样小的时空曲率为何能产生如此如大的作用,把我们牢牢的“吸附”在上面rnrnrn还有一个问题是关于曲率的rn“在考虑曲线上某点的曲率时,不能单纯说它是一个点,在它附近的区域必须同时考虑”rnrn这一个“在它附近的区域”是如何界定的?rnrnrn感谢您的阅读
1.为什么在加入时间维度后,它们的曲率半径就相同了
在广义相对论中,引力场是以一种空间的弯曲来体现的,空间向引力源的方向弯曲,引力对光同样有作用,就是光也仍然是沿着弯曲了的空间运动的.为了便于想象,抽掉一维空间,研究二维平面运动加上一个时间轴,二维平面是向有引力的方向弯曲的,就象一张弹性膜,有质量的位置就象压上一个石头,形成一个坑,这样平面上的物体到石头附近时,就会向坑里面滑,这就是引力产生的机理,不管多远都会向坑里面滑的,不过远处就是引力小而已,但是我们描述这些物体运动,仍然是平面运动的,就是说曲率仍然是零,这时候不管光还是一般低速物体,都是在这个平面里面运动的.我们就说这个4维空间的曲率是0,因为他们的运动轨迹的曲率都是0.

2.“1光年的星级”中的星级是一个什么概念?
应该是某些科普读物杜撰的概念,或者是不准确的翻译,可以理解成在一光年的尺度上这些物体的曲率是相同的,是现在的观测所能证实的.更大的尺度上到底有没有差别,就没有实验依据了.至今我们还不能武断的说是相同的.就是说我们空间的曲率半径至少是1光年,具体多大根据现在的观测事实还不能确定.也就是说我们所处的这个4维空间到底是平直的(空间曲率为零),还是球形的(空间曲率大于零),还是双曲的(空间曲率小于零)还没有定论,但是至少在1光年的尺度上看是平直的了.

3.如果它们的曲率半径为1光年,那曲率应该是相当小的。这样小的时空曲率为何能产生如此如大的作用,把我们牢牢的“吸附”在上面

所谓牢牢的“吸附”在上面, 这个概念是建立在我们三维空间的引力场中的一种图景,在三维空间引力场中,如果没有东西吸附物体,物体会向引力方向滑动.事实上引力作为空间来描述的时候就没有了这种滑动.就可以说是静止的了.就象处于失重状况的物体可以停留在空间的任何位置是一样的.所以不存在多大的作用,这个问题的由来可能是对这个1光年星级的理解有些不准确吧,参考一下问题2.

还有一个问题是关于曲率的
“在考虑曲线上某点的曲率时,不能单纯说它是一个点,在它附近的区域必须同时考虑”
这大概是说曲率的含义,就是微分的概念,就好比说我们求导数要考虑临近的点,附近就是非常的近,近的可以认为是一个点了.不知道楼主对高等数学有没有认识,这个附近我觉得作者意图是在通俗的语言来阐述一个微分概念.

不知道楼主看的谁的什么文章,出处哪里,作为科技论文这样说事情是很不严谨的,作为科普读物也不该生硬的造这些概念.要是翻译文献,就可能译者自己并没有领会原作者的思想.

以上纯属个人理解,楼主可以参考一下,酌情采纳.希望对你有帮助.
上面几位的回答我都看了,我觉得8楼的回答很好。
我觉得不用我补充什么了...
6楼的跑题了,9楼10楼的都不全面。
很高深的问题
这是一个相对论的问题。根据爱因斯坦理论,时间和空间都是相对的,所以这个世界上没有任何一件事物是绝对的,只有相对是绝对的。加入时间维度后,空间的相对性发生变化,所有物体的相对原点可以说是无穷远,这样在无穷远处看所有物体运动的轨迹应该都在一个球面上。所以你说的物体的轨迹都是一样的。
1光年星级可以看作一个距离,就是光一年运动的距离。按你所说的意思是为了建立一个具体的空间坐标,把物体运动看作是围绕一个半径为1光年的球面运动。
曲率是某一点的曲率,如果一条曲线上所有点的曲率都相等,那么这条曲线就是圆。其实讨论某点的曲率不仅仅是这一点,而是讨论这点半径为d邻域内的曲率,最后令d趋于0,我们就得到这一点的曲率。“这样小的时空曲率为何能产生如此如大的作用,把我们牢牢的“吸附”在上面 ”,你没有看清相对论的本质,万有引力定律是经典理论,这用在天体之间,对于微观粒子基本不适用。对你的问题可以这样看:我们在1光年的球心上看它表面的物体运动,这是一个相对的过程,其实物体并不是围绕这个球心运动的。这只是一个坐标系的转换问题,从理论力学上就能明白这个道理,坐标系的变换并不影响物体的运动和基本定律,它只是人看物体运动的一个相对过程和方法,其实物体还是相对于地球在运动的(这也是一种看待物体运动的方法)。
如果再加上温度,以及其它的维数,我们看待物体运动的方式又会发生变化,这也是相对的看法.一定要理解相对论的深刻含义.
1.为什么相等? 因为算出来相等。这和为什么动量守恒一样,世界就是如此,谁也没办法。
2。星级? 我觉得是数量级的意思
3。 注意,你讨论的是4维时空,除三个空间轴外还有一个时间轴。在高维空间中数学定义(包括曲率半径)本来就很抽象,是无法只管理解的。比如,二维中,到一定点距离为一常数的点的集合为圆。三维中,到一定点距离为一常数的点的集合为球。那四维中,到一定点距离为一常数的点的集合为什么呢。四维中两点间的距离又如何理解?事实上,作为三维人,这些都是无法想像的。更何况这又不是普通的四维空间,还有一个时间轴,在这种情况下,这个曲率半径的大小用普通概念恐怕是无法类比的,就如一千克与一千米哪个大一样(这个例子不是很好)
4。附近区域应指 邻域。 邻域的概念请看《数学分析》
不过你简单理解 半径为R的圆上 曲率半径处处为R 半径为2R的圆上 曲率半径处处为2R 你只看一点,这两个圆上的点没有什么区别 但你想算曲率半径时 你必须多看些 看一段小弧 这时 你会发现 不同圆上两段小弧是不一样的 无论这个弧是多么小。
第四点 学微积分后 应该理解会更深
 正宗的维数研究方法通常离不开人存在原理。譬如讲,如果空间是两维的,则两维动物则不能正常消化。如果空间是四维以上,则世界就会精彩得多。如果我们是四维空间的动物,则彭加莱关于三维球的猜想则不应该是世纪难题。可惜多余三维的空间使万有引力和静电力随距离的变化比三维中更剧烈,使得小至原子核的电子,大至太阳系中的行星给到不再稳定,很快就以旋涡的方式向远处飞离或者撞到中心上。
  许多人不能接受人存在原理,认为他和科学传统相违背。科学的方法是从第一原理出发,把万物甚至观察者全推出来。人存在原理却是从观察者存在的条件把宇宙推出来,他们正好处与相反的两极。
  霍金认为宇宙的边界条件是他没有边界。用卡鲁查-克莱因模型论述,时空本是高维的,而我们之所以感到它是四维的,那是因为额外维都被卷去到我们无法观察到的小尺寸去,比如普朗克尺度。正如一根头发的表面虽然是二维的,但是粗看之下,只剩下头发长度那一维一样。人们称感觉到的空间为外空间,觉察不到的为内空间。时间是外空间中的一维。
  在用量子宇宙学研究时空维数的济起源时,必须避免人为的调节卡鲁查-克莱因的总维数,以得到需要的外空间维数。因为人为的调节会陷入逻辑循环,这种做法是你想得到多少维的空间都能如愿。因此,可用的卡鲁查-克莱因模型其总维数必须是由第一原理推出的。十一维的超引力模型便由第一原理推出的。自然界也许存在一种所谓的超对称。
  1980年弗隆德和鲁宾发现了一个十一维超引力的非常美丽的宇宙模型,期内空间是七维球,外空间是四维球。但在经典的框架中,人们无法证明不存在具有其他维数的外时空的解。
  在量子宇宙学中,瞬子是宇宙创世的籽。瞬子是爱因斯塔方程和其他场方程的解,其中时间和空间坐标不能区分。十一维超引力的创生宇宙的瞬子必须是四维球和七维球空间两个因子空间的乘积。时间若包围在四维中,四维时空随后便展开演化成我们生活中的并感觉到四维的宏观宇宙,否则外时空便是七维的。
  在带电荷的黑洞创生场景中,宇宙波函数要使用正确的表象,才能算出创生的概率。因为规则瞬子是非常稀罕的,所以研究一般黑洞的创生,必须引进约束引力的概念。找到正确表象不仅对于带电荷而且对于旋转黑洞的波函数至关重要。
  从同一瞬子出发,在选择正确的表象后,时间在四维球中的创生概率远远大于时间在七维流形中的概率。因此,在量子宇宙学中证明了外时空必须是四维的

问一个速度的问题,假设空间中有2个物体相距2秒光速距离,同时光在0时刻相向而行,那么必然于1秒钟之后相撞

这样二者必然相对速度为2倍光速,但是这样就会违反相对论,虽然在某一个物体上看它们之间的相对速度是光速,但那是因为光的传播速度有限而不是相对移动速度不够。望高人赐教。
相对速度并不是“必然”2倍光速。速度叠加只能在低速环境进行。由于光速不变,因此不管是对于旁边的观察者还是相对运动的光本身,另外一束光的速度都应该是1倍光速。那么为什么对于A这束光来说,B这束光的速度不是2倍光速而只有1倍呢?因为对于A光而言,AB之间的距离改变了。换句话说,对于A光而言,AB之间的空间被弯曲了,但直线距离不变。那么空间是怎么弯曲的呢?以(接近)光速运动的有质量的物体,在运动时质量会变大,越接近光速,质量越大,而你可以把空间想象成一块海绵,质量大的物体放上去之后,海绵的表面就会凹下去,而光是沿海绵表面传播的。因此,你可以理解为对于A而言,B这个以光速运动的物体将他们之间的空间弯曲,因此在A看来B要走的路程变长了,所以即使相对速度似乎超过了光速,但实际运动的时间也仍然是按光速运动弯曲前那么远的时间,体现出的本质就是光速没有变。

我已经尽可能形象了,希望楼主能慢慢看,还不懂的话可以HI我留言。
你使用了经典物理中的速度合成法则,即两坐标系中速度相加,其时相对论非常重要的一个理论就否定了这相加关系。在两个有相对运动的坐标系中,测量两个特定点之间的距离得到的数值不再相等。距离也有了相对性。改变坐标系的同时时间也变化。不能像你这样简单的相加。 具体要说清楚还真不是一两句话可以的,你可以百度百科 相对论看一下。
你才用了经典物理的坐标系转换,洛伦兹变换,在高速物理中是不适用的。
一楼说的很有道理,二楼瞎扯了。
洛伦兹变换中的坐标变换、速度变换,尺缩效应、钟慢效应等等你可以再看一下。

事实上,我更想说的是“至今为止,相对论在物理界仍然是存在争议的。”
相对论成立的前提假设是“光速不变”。目前为止,任何实验仪器都无法精准测量光速。
文章标题: 无限空间中有两个物体,二者相距的距离有限且不等于零,那么它们都是中心点吗
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/120150.html
文章标签:都是  中心点  中有  相距  物体
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