Recopilación de datos detallada en un espacio de cuatro dimensiones (espacio euclidiano estándar)

El espacio de cuatro dimensiones es diferente del espacio tridimensional. El espacio de cuatro dimensiones se refiere al espacio euclidiano estándar, que se puede extender a n dimensiones. El espacio-tiempo de cuatro dimensiones se refiere a una mala comprensión del concepto de espacio de Minkowski. Como objeto tridimensional, los seres humanos pueden comprender el espacio y el tiempo de cuatro dimensiones (tres dimensiones espaciales y una dimensión de tiempo), pero no pueden reconocer ni existir en un espacio de cuatro dimensiones porque los humanos pertenecen a la tercera dimensión espacial. En términos generales, el tiempo es la cuarta dimensión, es decir, la dimensión del tiempo en el espacio de cuatro dimensiones y el tiempo. La cuarta dimensión del espacio de cuatro dimensiones se refiere a la dimensión del espacio con las mismas propiedades que x, y y z. El espacio y el tiempo de cuatro dimensiones no es un espacio euclidiano estándar. Tiempo La esencia de es describir la velocidad del movimiento.

A través de la evolución del espacio unidimensional, bidimensional y tridimensional, la gente ha planteado algunas conjeturas sobre el espacio cuatridimensional. Aunque aún no está demostrado que estas conjeturas sean correctas, muchas teorías científicas parten de conjeturas. Las teorías científicas actuales se basan generalmente en resumir las leyes de los fenómenos, pero no tenemos una comprensión suficientemente precisa y clara de los fenómenos en el espacio de cuatro dimensiones. En otras palabras, no esperábamos que este fenómeno fuera causado por el espacio de cuatro dimensiones. espacio después de verlo.

Puedes definir que cualquier cosa que se pueda medir puede tener dimensiones. Como el tiempo y la temperatura. Puntos, líneas, superficies, tiempo y temperatura forman significativamente un espacio de cinco dimensiones.

Por supuesto, el espacio topológico de puntos, líneas y superficies también se puede definir como la cuarta, quinta, sexta o incluso enésima dimensión. Esto es fácil de lograr en el razonamiento de fórmulas matemáticas, pero difícil de corresponder e imaginar en la realidad.

Introducción básica Nombre chino: Espacio de cuatro dimensiones mbth: Espacio de cuatro dimensiones Alias: Espacio de cuatro dimensiones Expresión: ax by cz du e=0 Disciplinas aplicadas: matemáticas, física Ámbito de aplicación: cuántica, cosmológica definición, conceptos, investigación cuatridimensional, proceso de desarrollo, investigación, simetría axial, definición de los parámetros necesarios para describir los cambios en la materia en física, este parámetro se llama dimensión. Varios parámetros son varias dimensiones. Por ejemplo, describir la posición de una "puerta" sólo requiere un ángulo, por lo que es unidimensional en lugar de bidimensional. En pocas palabras: la dimensión cero es un punto sin largo, ancho o alto. Una dimensión es una línea compuesta de innumerables puntos, que solo tiene largo pero no ancho ni alto. Dos dimensiones son una superficie compuesta de innumerables líneas, con largo y ancho, pero sin alto. Las tres dimensiones son formas compuestas por innumerables caras, con largo, ancho y alto. Porque los ojos humanos sólo pueden ver dos dimensiones, y las criaturas bidimensionales sólo tienen una línea para verse entre sí. Lo que ven los ojos humanos son dos proyecciones bidimensionales, que el cerebro procesa para formar una visión general. En pocas palabras: N dimensión es el espacio formado verticalmente por dos o más objetos de N-1 dimensiones. Una línea recta con dimensión 1 se divide igualmente por puntos con dimensión 1-1=0; una superficie bidimensional se divide verticalmente por una línea de 2-1=1; un espacio tridimensional se divide verticalmente por un 3-1; -Plano bidimensional. Como los seres humanos sólo pueden comprender tres dimensiones, estas últimas pueden construirse utilizando teorías matemáticas, pero son difíciles de comprender en detalle. En la mecánica cuántica, la teoría de cuerdas, todavía en desarrollo, considera que el mundo tiene 11 dimensiones. (Espacio de diez dimensiones y tiempo unidimensional) En primer lugar, la afirmación incorrecta es que "el espacio de cuatro dimensiones se define como el espacio tridimensional y el eje del tiempo", mientras que "la dimensión del espacio y el tiempo tridimensional" es otra afirmación. . El primero no es un espacio-tiempo de cuatro dimensiones. El espacio-tiempo de cuatro dimensiones en sí es un pseudoconcepto. Es muy sencillo: "El tiempo es sólo un concepto que aparece debido al movimiento de las partículas y a la expansión del universo. ¿Por qué puede convertirse en la cuarta dimensión?"

Además, los conceptos de espacio-tiempo y el espacio de cuatro dimensiones son diferentes.

Definir el espacio de cuatro dimensiones como un espacio tridimensional y un eje de tiempo es un malentendido del concepto de espacio de Minkowski, pero ¿por qué está tan extendido este malentendido? En pocas palabras, innumerables novelas de ciencia ficción e incluso libros de divulgación científica han aplicado deliberada y forzosamente algo así, lo que ha tenido un gran impacto en los lectores. Se trata de un conjunto de campos vectoriales de cuatro dimensiones, es decir, los vectores de cuatro dimensiones se distinguen según el signo de su producto interno (de Minkowski). Se puede dividir en: similar al tiempo, similar al espacio, espacial o similar a la luz. Sin embargo, un resultado útil sobre los vectores cero es: "Si dos vectores cero son ortogonales (es decir, el valor del producto interno es cero), entonces deben ser proporcionales (constantes)".

Par de bases cero El La elección de la dirección del tiempo y el concepto de vectores similares al tiempo anterior hacen que muchas personas crean erróneamente que "el espacio y el tiempo constituyen otro espacio", pero en realidad solo describe la sinergia del tiempo y el espacio.

De aquí viene la afirmación anterior.

De hecho, la dimensión del tiempo es una afirmación alternativa. No significa que la cuarta dimensión sea el tiempo, que es diferente a la afirmación anterior. La cuarta dimensión es continua en el lenguaje dominante. El famoso modelo matemático de la botella de Klein pasa a través del poliedro esencial tridimensional, pero la esencia del espacio de cuatro dimensiones sigue siendo el espacio. ¿Por qué esta dimensión se define como la dimensión del tiempo? Debido a que cierta escuela de pensamiento cree que el "tiempo" extendido es espacial, surgió una visión alternativa. Puedes llamarlo como quieras. Es un método de denominación unificado y claro basado en conceptos independientes de diferentes escuelas de pensamiento.

Algunos estudiantes están un poco confundidos acerca del término "tiempo y espacio". Permítanme comenzar diciendo que hay otra razón por la que no existe un espacio-tiempo de cuatro dimensiones: el concepto de espacio-tiempo en la física moderna es originalmente de cuatro dimensiones, por lo que no habrá un espacio-tiempo de cinco dimensiones. , y no existe una descripción especial del espacio-tiempo como de cuatro dimensiones. Una escuela de física moderna cree que el tiempo y el espacio son mutuamente variables, que sus variables existen entre sí y que las vastas áreas a las que corresponden bajo ciertas condiciones se llaman tiempo y espacio (los primeros humanos equiparaban el tiempo y el espacio con el eje del tiempo, pero ahora son más los que evitan esta definición original), el tiempo y el espacio pueden distorsionarse o deprimirse por la influencia de la materia y la energía, y sus unidades más pequeñas son el tiempo de Planck y la longitud de Planck. Este es el origen de este concepto, pero mucha gente confunde el espacio-tiempo y el espacio de cuatro dimensiones. Los dos están relacionados, pero no se pueden confundir. En términos generales, una dimensión es el número de conceptos abstractos "conectados" de una cosa. Un concepto abstracto "conectado" se refiere a un concepto abstracto formado al conectar dos conceptos abstractos, como el área. Entonces, la cuarta dimensión se compone de cuatro conceptos abstractos relacionados, el cuarto concepto abstracto es tiempo real y el cuarto valor relacionado es velocidad. El espacio-tiempo de alta dimensión y el espacio de alta dimensión son diferentes. Por ejemplo, solo existe una dimensión de tiempo en el espacio tridimensional, pero es una pseudodimensión, es decir, su unidad es diferente a las otras tres dimensiones. La cuarta dimensión del espacio de cuatro dimensiones todavía tiene las mismas propiedades que las dimensiones del espacio de tres dimensiones, y el tiempo sigue siendo una pseudodimensión. Por tanto, no se debe confundir tiempo y espacio. Concepto en un sentido amplio: la dimensión es el número de conceptos abstractos que están "conectados" a algo. Un concepto abstracto "conectado" se refiere a un concepto abstracto que está conectado por dos conceptos abstractos, como el área. [1] Entonces, la cuarta dimensión se compone de cuatro conceptos abstractos relacionados. El cuarto concepto abstracto es tiempo real y el cuarto valor relacionado es velocidad. La investigación en cuatro dimensiones sobre geometría abstracta no es necesariamente una descripción de fenómenos reales, y el espacio geométrico y el espacio natural no pueden tratarse por igual. El desarrollo de la geometría, el estudio de los conceptos puros, supuso un hito en las matemáticas. El desarrollo del espacio de dimensión cero al espacio tridimensional, especialmente del espacio tridimensional al espacio cuatridimensional, es una revolución en la geometría. Palabras clave dimensión cero; una dimensión; dos dimensiones; cuatro dimensiones; n puntos; líneas rectas; El concepto de espacio N-dimensional se desarrolló con el desarrollo de la mecánica analítica en el siglo XVIII. El concepto de cuarta dimensión aparece irracionalmente en las obras de d'Alembert Euler y Lagrange, y la entrada de d'Alembert sobre las dimensiones en la Encyclopédie propone imaginar el tiempo como la cuarta dimensión. En el siglo XIX todavía se rechazaban las geometrías superiores a las tres dimensiones. Karl August Möbius (1790-1868) señaló en su cálculo del centro de gravedad que dos imágenes que son imágenes especulares entre sí no pueden superponerse en un espacio tridimensional, pero sí pueden superponerse en un espacio cuatridimensional. Pero luego dijo: Un espacio de cuatro dimensiones así es difícil de imaginar, por lo que la superposición es imposible. Esta situación surge porque la gente trata el espacio geométrico exactamente igual que el espacio natural. Todavía en 1860, Ernst Edward Kummer (1810-1893) se burló de la geometría cuatridimensional. Sin embargo, a medida que los matemáticos introdujeron gradualmente algunos conceptos que tienen poco o ningún significado físico directo, como los números imaginarios, los matemáticos aprendieron a deshacerse del concepto de "las matemáticas son la descripción de fenómenos reales" y gradualmente se embarcaron en métodos de investigación puramente conceptuales. Los números imaginarios alguna vez fueron desconcertantes porque no tenían realidad en la naturaleza. Utilizando números imaginarios como distancias direccionales en una línea recta y números complejos como puntos o vectores en un plano, esta explicación abre la posibilidad de introducir cuaterniones, geometría no euclidiana, elementos complejos en geometría, geometría N-dimensional y varias funciones singulares. y supernúmeros, por primera vez, se deshizo del concepto de servir directamente a la física y marcó el comienzo de la geometría N-dimensional.

En 1844, Grassmann, inspirado por los cuaterniones, hizo una mayor promoción y publicó la expansión lineal, que fue revisada a la teoría de la expansión en 1862. Estuvo involucrado por primera vez en conceptos generales de geometría N-dimensional. Dijo en un artículo de 1848: Mi cálculo extendido estableció la base abstracta de la teoría del espacio, es decir, se separó de la intuición de todo el espacio y se convirtió en una ciencia matemática pura. Sólo el espacio (físico) se aplica especialmente para constituir la Geometría. Sin embargo, generalizar teoremas en cálculo no se trata sólo de traducir resultados geométricos a un lenguaje abstracto, sino que es de importancia muy general, ya que la geometría ordinaria está limitada por el espacio (físico). Glassmann destacó que la geometría podría aplicarse físicamente para desarrollar estudios puramente intelectuales. A partir de entonces, la geometría rompió su conexión con la física y se desarrolló de forma independiente. Después de la investigación de muchos estudiosos, después de 1850, la comunidad matemática aceptó gradualmente la geometría N-dimensional. Para estudiar el concepto de espacio de cuatro dimensiones, también podemos utilizar métodos de geometría analítica para estudiarlo. Podemos expresar conceptos geométricos mediante ecuaciones algebraicas. Para utilizar este método para observar y obtener la comprensión del espacio de cuatro dimensiones, estudiaremos las ecuaciones de los tres elementos geométricos de punto, línea y superficie en el sistema espacial tridimensional. Representado en el sistema de coordenadas cartesiano, podemos escribir la ecuación del punto: ax b = 0 (sistema de coordenadas: un punto sobre la recta). Ecuación de una recta: ax por c = 0 (sistema de coordenadas: dos rectas ortogonales en el plano). Ecuación del plano: ax by cz d = 0 (sistema de coordenadas: tres planos mutuamente perpendiculares en un espacio tridimensional). Como se puede ver en el estudio anterior, el número de variables en la ecuación de cada elemento geométrico (o espacio) es igual a la dimensión de este espacio más 1. Los elementos geométricos en el sistema de coordenadas tienen las mismas dimensiones que los elementos geométricos en el espacio geométrico representado. En este sistema de coordenadas, el número de elementos geométricos es igual a la dimensión del espacio representado más 1. En un sistema de coordenadas, este número de elementos geométricos es el requisito mínimo. Un sistema de coordenadas utilizado para representar un elemento geométrico se encuentra en un espacio una dimensión mayor que el elemento geométrico que contiene. Con base en las observaciones anteriores, podemos escribir las siguientes ecuaciones para el espacio tridimensional. Cabe señalar que esta ecuación tiene cuatro variables (x, y, z, u). Ax por cz du e = 0 Según esta fórmula, podemos concluir que los elementos geométricos de este sistema de coordenadas son tridimensionales, es decir, son espacios tridimensionales. 2. Este sistema de coordenadas tiene cuatro espacios tridimensionales. Este sistema de coordenadas se encuentra en un espacio de cuatro dimensiones. Nuestra investigación sobre el espacio de cuatro dimensiones o incluso sobre el espacio de dimensiones superiores no se basa en un resumen experimental. En realidad, nos resulta difícil encontrar y deducir sus leyes generales. Para estas preguntas, podemos adoptar un nuevo método de investigación. Es decir: investigación puramente conceptual. De esta manera, podemos convertir fácilmente en realidad estos nuevos contenidos importantes pero difíciles de imaginar. Si una cosa tridimensional tiene una densidad negativa, ¿se convertirá en una cosa cuatridimensional? Simetría axial Para el espacio de cuatro dimensiones, generalmente se cree que el espacio tiene simetría axial o simetría central. Por ejemplo, si una persona en un espacio tridimensional ingresa a un espacio de cuatro dimensiones, "gira" de manera apropiada y luego regresa a un espacio tridimensional, entonces es "axisimétrico" (por supuesto, esto es imposible en un espacio tridimensional). espacio tridimensional, a menos que se utilice una versión tridimensional de Mo) tira de Bius). Por supuesto, dado que nadie ha entrado nunca en el espacio de cuatro dimensiones, esto es sólo una hipótesis derivada de la analogía del espacio de dos dimensiones y no se puede verificar. Pero la idea de la línea de tiempo y el fenómeno de la confusión del tiempo y el espacio son consistentes con esto. Una figura del espacio bidimensional no puede ser simétrica en el espacio bidimensional, pero cuando ingresa al espacio tridimensional, se puede voltear nuevamente al espacio bidimensional, por lo que puede ser simétrica, porque no se puede voltear en dos dimensiones. espacio dimensional, solo se puede rotar o desplazar. Por lo tanto, podemos especular que un objeto tridimensional ingresa a un espacio de cuatro dimensiones y luego, cuando regresa al espacio tridimensional, puede ser "axisimétrico".