我们的世界为何是三维的世界,三维世界是指哪三维


我们生活在一个三维的世界里。我们在空间中移动,左或右,向前或向后,向上或向下。我们周围的一切,从我们住的房子到我们日常生活中使用的物品,都有三个维度:高、长、宽。但我们的三维世界常常以二维(或平面)的形式呈现在我们的书页上,在我们卧室的海报上,在我们的电视屏幕上,甚至在我们的电脑显示器上。

我们熟悉的例子是三维空间。如果选择一个原点,那么空间中的每一个点都可以用连接它和原点的线(称为向量)来标记。矩阵是表示向量空间的线性变换的一种方式。

在一个适当定义的笛卡尔坐标系中,质点在任何时刻的位置可以通过给出它的三个坐标x(t)、y(t)和z(t)的值来确定。

三维空间是我们生活的世界的几何模型。它被称为三维的,因为它的描述对应于三个单位向量,即长度、宽度和高度方向。三维空间的感知能力在很小的时候就已经形成,与人体运动的协调性有着直接的关系。这种感知的深度取决于感知世界的视觉能力和借助感官识别三维空间的能力。空间中任意一点的位置是根据在每个给定区间内具有不同数值的三个轴坐标来确定的。每个单独的点的三维空间由三个数字决定,这些数字对应于从每个轴上的参考点到给定平面的横截面上的点的距离。

我们的世界为什么是三维的

可能在宇宙早期,我们的世界被“冻结”在了三维空。当空间维度n = 3时,亥姆霍兹自由能密度(f)在温度T = 0.93时达到最大值。

自古希腊以来,有一个问题一直困扰着哲学家和科学家,那就是为什么空间是三维的而不是其它维度的。总的来说,时空是四维的,其中时间是第四维。我们知道时间维度与热力学第二定律有关,并且时间维度只有一个方向(正向),时间只会向前流逝而不是逆转,这是因为一个孤立系统的熵中永远不会减少。

空间是三维的,因为有一个热力学量叫做亥姆霍兹自由能密度。在一个充满辐射的宇宙中,这种密度对空间产生一种压力,它取决于宇宙的温度和空间维数。研究者表明,随着宇宙的开始冷却从大爆炸后的那一刻起,亥姆霍兹密度达到一最大值在非常高的温度下,空间维数大约为3。

其关键思想是,当亥姆霍兹密度达到第一个最大值时,3D空间被“冻结”,禁止3D空间向其他维度过渡。这是因为,只有当温度高于这个临界值时,第二定律才允许向更高维度的过渡,而不是低于这个临界值。由于宇宙在不断冷却,目前的温度远远低于从三维空间过渡到高维空间所需的临界温度。通过这种方式,研究人员解释说,空间维度大体上类似于物质的相,向不同维度的过渡类似于相变,就像融化的冰。在宇宙早期的冷却过程和第一个临界温度之后,封闭系统的熵增原理可能禁止了某些维度的变化。

这一提议仍然为大爆炸后的最初几分之一秒内发生的更高维度留下了空间,当时的宇宙比临界温度要高。额外维度存在于许多宇宙学模型中,最显著的是弦理论。这项新的研究可以帮助解释,为什么在这些模型中,额外的维度似乎已经坍塌,而3D空间继续演变为整个可观测宇宙。

宇宙是几维的?为何我们在三维空间?

宇宙据说一共有十一维,但是由于人类的认知能力极限,所以我们至今仍然处于三维环境之内。上世纪著名物理学家爱因斯坦,相信他的鼎鼎大名就不用小编过多介绍了,可谓是无人不知,无人不晓。他创立的“相对论”,改变了整个物理学界;

对人类历史的发展都有着不可磨灭的贡献。但是,晚年的爱因斯坦,却放弃了对“相对论”的完善,转而投入到了“超弦理论”,又名大一统理论的研究中,妄图把相对论,量子力学,引力等科学理论联系在一起。

爱因斯坦指出,时间,空间,引力三者之间构成了一种成熟,稳定的关系。引力的变化,会引起时间和空间的弯曲;当物体的运动速度达到光速时,就会造成“洛伦兹变化”,从而让时空互相转化,甚至回流。

由于人类只能认知到“立体几何”的结构的事物,所以,我们所身处的宇宙空间仍然是有极限的。爱因斯坦说,当时间和空间都呈线性的状态流动时;那么,这个空间,就是“四维”结构的。

那么,四维空间是不是就是宇宙的最高构造了呢?当然不是。超弦理论体系中,宇宙一共有十一维度;每层维度中,都分裂出了不同的多元宇宙,彼此重叠,最后形成了一个看起来类似于“RNA”的螺旋式结构。

四维空间内的生物,可以追溯到时空的变化,从而实现“星际穿越”的壮举;五维空间内的生物,已经不被具体的形体所束缚,无所不在,无处不在。

而十一维空间内,那里的生物,对我们来说,恐怕是如同“上帝”一样的存在。他们反掌之间,就能用“弦”将宇宙压缩,制造出奇点,几乎于无所不能。据说,神级文明就藏在十一维中。

为什么是3维世界?而不是2维或是10维世界?或是100维?

三维只是一个称呼,我们只要建立三条互相垂直的数轴,便可以用唯一坐标表示我们所处空间的任意一个位置!而两条则不能!四条以上便没有必要!本文地址:[https://chuanchengzhongyi.com/kepu/ab4b6f772d1e0a04.html]
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