大师作文网什么是多维空间?怎么理解
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/12 05:07:29
什么是多维空间?怎么理解
对四维空间,比比三维空间多了时间轴,一般人可能只是认为在长、宽、高的轴上,再加上一根时间轴,但对于其具体情况,大部分的人仍知之甚少.
有一位专家曾打过一个比方：让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人,他们只有平面概念.假如要将一个二维扁片人关起来,只消用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈.
现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”.我们只需从第三个方向（即从表示高度的那跟轴的方向）,将二维人从圈中取出,再放回二维空间的其他地方即可.
在我们看来,这是一件简单的事,但在二维扁片人的眼里,却无疑是不可思议的：一个人明明被关在圈内,怎么会忽然消失不见,然后就出现在另一个地方!
对我们这些三维人而言,四维空间的情况就与上述解释十分类似.如果我们能克服四维空间,那么,在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能.
下面再做一个试验：将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网,将之张平,我们可以将之近似看做是二维平面,然后将一个小球放在网上,橡皮网在小球的重力作用下凹陷,这就形成了三维空间.
但从空间的内部去观察这个空间,却往往是看不清的,那些二维扁片人并未必意识到他们所生活的空间已经发生了扭曲.当他们从平面来到这个凹陷处,并且这个凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度时,二维扁片人也可能自由来往于三维空间.
这个引起空间扭曲的小球在我们三维世界的例子就是黑洞.黑洞事实上是存在于四维空间的一种现象,或者说,黑洞是连接三维世界与四维空间的通道（当然在下绝不是说“如果谁要去四维空间,就请往黑洞走”,那样只会“死无全尸”而已^O^）.我们有可能通过对黑洞的深入研究,找到克服四维空间的办法,那样的话,瓦普跳跃飞行就不再是梦想了.
现在科学家已经证实,黑洞的存在确实会令周围的空间极度扭曲.根据广义相对论,光线在正常的空间里以直线传播,但当空间扭曲时,光线会随着空间扭曲的方向而扭曲.如果能给一束射进黑洞的光线拍照的话,我们就会发现,光线呈螺旋形指向黑洞中心,因为黑洞的巨大质量已使周围的空间扭曲得不成形了.
但事实上,这样的照片是拍不出来的.因为黑洞连光线也吸收,我们根本无法通过肉眼看见它,又如何能拍下照片（当然在下指的是普通光学照片,如果是射电天文望远镜,说不定能拍到这奇异的场景）?
有一位专家曾打过一个比方：让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人,他们只有平面概念.假如要将一个二维扁片人关起来,只消用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈.
现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”.我们只需从第三个方向（即从表示高度的那跟轴的方向）,将二维人从圈中取出,再放回二维空间的其他地方即可.
在我们看来,这是一件简单的事,但在二维扁片人的眼里,却无疑是不可思议的：一个人明明被关在圈内,怎么会忽然消失不见,然后就出现在另一个地方!
对我们这些三维人而言,四维空间的情况就与上述解释十分类似.如果我们能克服四维空间,那么,在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能.
下面再做一个试验：将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网,将之张平,我们可以将之近似看做是二维平面,然后将一个小球放在网上,橡皮网在小球的重力作用下凹陷,这就形成了三维空间.
但从空间的内部去观察这个空间,却往往是看不清的,那些二维扁片人并未必意识到他们所生活的空间已经发生了扭曲.当他们从平面来到这个凹陷处,并且这个凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度时,二维扁片人也可能自由来往于三维空间.
这个引起空间扭曲的小球在我们三维世界的例子就是黑洞.黑洞事实上是存在于四维空间的一种现象,或者说,黑洞是连接三维世界与四维空间的通道（当然在下绝不是说“如果谁要去四维空间,就请往黑洞走”,那样只会“死无全尸”而已^O^）.我们有可能通过对黑洞的深入研究,找到克服四维空间的办法,那样的话,瓦普跳跃飞行就不再是梦想了.
现在科学家已经证实,黑洞的存在确实会令周围的空间极度扭曲.根据广义相对论,光线在正常的空间里以直线传播,但当空间扭曲时,光线会随着空间扭曲的方向而扭曲.如果能给一束射进黑洞的光线拍照的话,我们就会发现,光线呈螺旋形指向黑洞中心,因为黑洞的巨大质量已使周围的空间扭曲得不成形了.
但事实上,这样的照片是拍不出来的.因为黑洞连光线也吸收,我们根本无法通过肉眼看见它,又如何能拍下照片（当然在下指的是普通光学照片,如果是射电天文望远镜,说不定能拍到这奇异的场景）?