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维度的概念(一维到十一维空间图解)

胜艺 2024-04-23 0

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“维度”是什么意思?

维度(Dimension),又称为维数,是数学中独立参数的数目。

在物理学和哲学的领域内,指独立的时空坐标的数目。

0维是一个无限小的点,没有长度。1维是一条无限长的直线,只有长度。2维是一个平面,是由长度和宽度(或部分曲线)组成面积。3维是2维加上高度组成体积。4维分为时间上和空间上的4维,人们说的4维通常是指关于物体在时间线上的转移。

分数维

19世纪,数学家们发现了分形,由此创立了一种新的维度,即“分数维”。人们由此意识到,维度不只是整数,还有可能是分数,甚至可能是无理数。

英国著名物理学家史蒂芬·霍金教授有这样的解释:这就像一根头发,远看是一维的线,在放大镜下,它确实是三维的;如果面对时空,如果有足够高倍的放大镜的话,也应该能揭示出其它可能存在的4维、5维空间,直至11维空间。

维度是什么意思?

维度

维度(Dimension),又称为维数,是数学中独立参数的数目。在物理学和哲学的领域内,指独立的时空坐标的数目。0维是一个无限小的点,没有长度。1维是一条无限长的线,只有长度。2维是一个平面,是由长度和宽度(或部分曲线)组成面积。3维是2维加上高度组成体积。4维分为时间上和空间上的4维,人们说的4维通常是指关于物体在时间线上的转移。(4维准确来说有两种。1.四维时空,是指三维空间加一维时间。2.四维空间,只指四个维度的空间。)四维运动产生了五维。

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多个抽象概念联系而成的抽象概念,和任何一个组成它的抽象概念都有联系,组成它的抽象概念的个数就是它变化的维度,如面积。此概念成立的基础是一切事物都有相对联系。

从哲学角度看,人们观察、思考与表述某事物的“思维角度”,简称“维度”。例如,人们观察与思考“月亮”这个事物,可以从月亮的“内容、时间、空间”三个思维角度去描述;也可以从月亮的“载体、能量、信息”三个思维角度去描述。

中文名

维度

外文名

dimensionality

又    称

维数

释    义

数学中独立参数的数目

学    科

广义哲学

目录

1 数学维度

▪ 描述

▪ 理解

▪ 严格定义

2 物理维度

▪ 连接通路

▪ 分数维

数学

描述

在一定的前提下描述一个数学对象所需的参数个数,完整表述应为“对象X基于前提A是n维”。

理解

通常的理解是:“点是0维、直线是1维、平面是2维、体是3维”。实际上这种说法中提到的概念是“前提”而不是“被描述对象”,被描述对象均是“点”。故其完整表述应为“点基于点是0维、点基于直线是1维、点基于平面是2维、点基于体是3维”。

再进一步解释,在点上描述(定位)一个点就是点本身,不需要参数;在直线上描述(定位)一个点,需要1个参数(坐标值);在平面上描述(定位)一个点,需要2个参数(坐标值);在体上描述(定位)一个点,需要3个参数(坐标值)。

如果我们改变“对象”就会得到不同的结论,如:“直线基于平面是4维、直线基于体是6维、平面基于体是9维”。进一步解释,两点可确定一条直线,所以描述(定位)一条直线在平面上需要2×2个参数(坐标值)、在体上需要2×3个参数(坐标值);不共线的三点可确定一个平面,所以在体上描述(定位)一个平面需要3×3个参数(坐标值)。

严格定义

在线性空间

中,若有

个向量

,满足

(1)

线性无关;

(2)中任意一个向量都可以被

线性表出,

则称是线性空间的一组基,就称为是维的线性空间或的维数是

,记为中可以找到任意多个线性无关的向量,那么

就称为是无限维的线性空间。规定零空间的维数是0。 [1]

物理维度

连接通路

例如: 两条平行线可以看作是两个相对独立的一维,要想从一条线到另一条线就需要建立一条新的直线连接二者,此直线即是维度。0维是一点,没有长度。1维是线(弦),只有长度。2维是一个平面,是由长度和宽度(或曲线)形成可以容纳n条线或由n条线组成的面。3维是2维加上高度形成立体。

(注解:维,在拉丁语中的意思是“完全的加以量度”。)

分数维

19世纪,数学家们发现了分形,由此创立了一种新的维度,即“分数维”。人们由此意识到,维度不只是整数,还有可能是分数,甚至可能是无理数。英国著名物理学家史蒂芬·霍金教授有这样的解释:这就像一根头发,远看是一维的线,在放大镜下,它确实是三维的;如果面对时空,如果有足够高倍的放大镜的话,也应该能揭示出其它可能存在的4维、5维空间,直至11维空间。

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从几个思维角度去观察与思考问题,称作几维。例如,失去知觉的人,没有明显的思维活动,称作“零思维”,即“零维”;头脑单纯,一条道跑到黑,其思维方式称作“一维”;善于“一分为二”,从正反两个方面去观察与思考问题,其思维方式称作“二维”;习惯于“一分为三”,遇事能从三个主要方面去考察分析的思维方式,称作“三维”。同一个问题,同一个事物,人们观察与思考的维度不同,或有四维、五维、六维、...。一般情况,能说出“一、二、三”,即具备“三维认识”,就足够了。

关于高维度

零维实际上可以忽略不计

一维是线

二维是平面

三维是立体

一维、二维、三维均只存在思维里作为变动量使用。

宇宙一切物质均基于四维时空。

四维、五维、六维主要运用于物体定义与历史变化。

七维、八维、九维、十维主要运用于空间定义与历史变化。

维度是什么?

. “维”是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维时空。现在科学家的理论认为整个宇宙是十一维的,只是人类的理解只能理解到3维,打个比喻:一个智能生物生活在我们周围,但只能理解二维,那它就处在二维世界了吗?但在它们周围的我们却分明认为是三维,双方都是智能生物,谁对谁错!??

○维:没有长宽高,单纯的一个点,如奇点。

一维 只有长度

二维 平面世界,只有长宽

三维 长宽高 立体世界 我们肉眼亲身感觉到看到的世界 三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间,具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念,是在三维空间基础上所作的科学抽象。

四维 一个时空的概念 日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。

一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间(因为有了时间)。

我们在物理学中描述某一变化着的事件时 所必须的变化的参数。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:0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,所以三维以上很难解释。正如一个智力正常,先天没有一只眼睛,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N条直线两两垂直所形成的空间

因为,人类只能理解到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,目前仍在建立的膜理论,认为世界是11维的.

为什么需要多维空间?

理解了宇宙的空间有更多维存在,再回过来看相对论与量子理论是如何产生矛盾的,我们就很容易理解了:这两个理论在日常的三维空间里是不可能统一的,它们的矛盾是必然的,只有在高维空间里才能得到统一。

为了更好地理解这一点,我们可以举一个三维世界和二维世界的例子。我们首先假设有一些生活在二维平面世界的生命,它们的世界里只有长和宽,根本无法理解第三维——“高”这一维。因此,它们对三维世界的感知只限于三维物体在平面世界的投影,或者三维物体与平面世界的接触面,试想一想,一个平面生命怎么能够通过投影来想象三维物体的丰富性和完整性呢?当三维物体与平面世界接触时,三维物体在平面世界上的零碎片段,比如一张桌子的四根脚柱、人印在地面上的两双鞋印,更让平面生命摸不着头脑——这些拼不到一起的碎片究竟意味着什么呢?它们不能想象,四片互不相连的印迹怎么会构成一张完整的桌子呢?那断断续续的鞋印上怎么会有一双完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然还有一个更加完整的人!用二维的眼光来打量这些碎片,你永远不可能将它们拼成一个整体。

于是有一天,一个足智多谋的平面生命偶然想出一个绝妙的主意。它宣布,平面世界之外还有一个“向上”的第三维,如果顺着这些碎片“向上”看,其实碎片是一个完整的整体!这真是个惊人的见解,大多数平面生命都困惑不解。

相对论和量子理论的遭遇与这种情况非常相似,在我们的三维空间里,它们就像两块互不相干的碎片,永远也拼合不到一起。但把空间“向上”抬一抬,把宇宙变为十维空间,相对论和量子理论这两块看似互不相干的碎片就会令人震惊地结合得天衣无缝,成为一个更完整的理论大厦的两根互相依存的支柱!虽然我们在三维空间中无法想象和描述一个多维的空间,但我们却能通过复杂的数学方程推导出它的存在。

光年是天文学家常用的词,光在真空中的速度每秒30万千米,光在一年中【地球年】所行驶过的距离叫光年。

请采纳答案,支持我一下。

维度的定义

维度,又称维数,是数学中独立参数的数目。在物理学和哲学的领域内,指独立的时空坐标的数目。0维是一个无限小的点,没有长度。1维是一条无限长的线,只有长度。2维是一个平面,是由长度和宽度(或部分曲线)组成面积。3维是2维加上高度组成体积。4维分为时间上和空间上的4维,人们说的4维经常是指关于物体在时间线上的转移。(4维准确来说有两种。1.四维时空,是指三维空间加一维时间。2.四维空间,只指四个维度的空间。)四维运动产生了五维。

第六维是指思想,独立于常识中的时间与空间之外,第六维与时间性质相似,同是超出物理范畴,但又高于时间的维度。这个所处的宇宙无法超脱第六维,只在其中运行。正如计算机的程序一样,虽然程序的执行结果可能会产生对时空的影响,但程序本身只能在计算机中运行。

从广义上讲:维度是事物“有联系”的抽象概念的数量[1],“有联系”的抽象概念指的是由多个抽象概念联系而成的抽象概念,和任何一个组成它的抽象概念都有联系,组成它的抽象概念的个数就是它变化的维度,如面积。此概念成立的基础是一切事物都有相对联系[1]。

从哲学角度看,人们观察、思考与表述某事物的“思维角度”,简称“维度”。例如,人们观察与思考“月亮”这个事物,可以从月亮的“内容、时间、空间”三个思维角度去描述;也可以从月亮的“载体、能量、信息”三个思维角度去描述。

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