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標(biāo)題: 如何證明我們的宇宙只有三維空間 [打印本頁(yè)]

作者: 寂靜天花板 時(shí)間: 2015-6-27 12:25
標(biāo)題: 如何證明我們的宇宙只有三維空間
宙擁有三維空間的直覺(jué)概念看來(lái)是毋庸置疑，畢竟我們只能上下、左右或者里外地移動(dòng)。但假如有更多的維度又會(huì)怎樣？它們是否一定會(huì)影響到我們？假如不會(huì)，那我們又怎么可能知道它們的存在？
證據(jù)1：有且只有5種正多面體。正多面體的定義是一個(gè)實(shí)心立體圖形每一個(gè)面都是全等的正多邊形——像三角形、正方形和五角形，同時(shí)其構(gòu)建模式是每一條棱只與兩面相接。很久以前，數(shù)學(xué)家萊昂哈德? 歐拉就證明了每個(gè)正多面體的面（F）、棱（E）和角（C）的數(shù)目有一個(gè)重要關(guān)系式：C-E+F=2。例如，正方體有6個(gè)面、12條棱和8 個(gè)角，正十二面體有12個(gè)面、30條棱和20個(gè)角。將這些數(shù)目代入歐拉的等式中結(jié)果都是2，其余3種正多面體代入后結(jié)果也是一樣，而且只有這5種立體能符合這個(gè)等式。
不滿足局限于三維維度的數(shù)學(xué)家們，他們將歐拉的定理推廣到更高的維度空間，正如你所預(yù)期的一樣，他們得出了一些有趣的結(jié)果。在一個(gè)擁有四維空間的維度里，我們只可以構(gòu)造出6 種正多面體。其中一種是“超立方體”——這是一個(gè)在四維空間的正多單形體，由8個(gè)胞腔立方體包圍，如同一個(gè)正方體被6 個(gè)正方的面包圍一般。假如我們?cè)诳臻g里再加一個(gè)維度會(huì)怎樣呢？在五維世界里，即使是最有雄心的幾何學(xué)家也只能裝配出3種正多面體，這意味著我們已知的兩種正多面體——正20面體和正12面體在五維世界中沒(méi)有類(lèi)比的凸正多超胞體。
因此，假如我們所熟悉的世界不是三維維度，幾何學(xué)家不可能經(jīng)過(guò)2500年的搜尋卻只找到5 種正多面體。他們會(huì)找到6 種（在四維空間里），或者只有3種（假如我們生活在五維世界）。然而，我們只知道5 種正多面體，這就意味著我們生活在一個(gè)最多只有三維空間的世界里。

證據(jù)2：重力遵循平方反比定律，那就是兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力隨著距離的增加而迅速減弱。如果我們將兩個(gè)物體的距離翻倍，兩者之間的重力作用就會(huì)減弱到原來(lái)的1/4；假如將它們的距離增加到3倍遠(yuǎn)，那兩者間的重力作用就剩下原來(lái)的1/9，如此類(lèi)推。一個(gè)五維空間的萬(wàn)有引力理論引入了額外的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)去說(shuō)明重力的作用方式。這些術(shù)語(yǔ)可以有不同的值，
包括零。假如這些值都是零，等于說(shuō)重力只需要依靠三維空間和時(shí)間維度來(lái)“提供”。事實(shí)上旅行者號(hào)太空飛船可以在幾年時(shí)間內(nèi)橫跨數(shù)十億千米的太空，并能在預(yù)定時(shí)間的幾秒誤差內(nèi)到達(dá)目的地就是我們不需要額外的維度空間去描述太陽(yáng)引力場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)美妙例子。
從上面的幾何和物理學(xué)論證，我們可以總結(jié)出（毫不驚奇地）太空是三維的——從日常事物到整個(gè)太陽(yáng)系的范圍內(nèi)都可以這樣說(shuō)。假如不是這樣，那么幾何學(xué)家會(huì)發(fā)現(xiàn)多于5種正多面體，而重力也會(huì)以與現(xiàn)在不同的方式作用——旅行者號(hào)不會(huì)準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地。

然而反證也同樣強(qiáng)有理，這些定律成立的前提是三維空間，然后用來(lái)證明這個(gè)世界，這個(gè)宇宙是三維的。圖樣圖森破

作者: 米fans 時(shí)間: 2015-6-27 12:31
大俠很強(qiáng)啊

作者: roamcamel 時(shí)間: 2015-6-27 13:04
不太懂。但是我想弱弱的問(wèn)一句，要是找到了人類(lèi)未知的第6種掙多面體，值多少錢(qián)？

作者: zsddb 時(shí)間: 2015-6-27 14:46
我覺(jué)得啊花精力去探究這個(gè)世界是三維的還是更高維度的沒(méi)多大意義？作為開(kāi)拓思維可以，但太投入會(huì)得神經(jīng)病的。
你想想，認(rèn)為有更高維度空間的人是怎么累加維度的？一維是二維的投影，二維是三維的投影，三維是。。。。，他們是按照這個(gè)思維方式拓展出的高維度空間的，這種一、二、三的邏輯很牽強(qiáng)，我不能說(shuō)這種想法錯(cuò)誤，但是你想想，投影是什么？那是光的傳遞被物體遮蔽的結(jié)果，我用句專業(yè)點(diǎn)的話描述，就是“影像其實(shí)就是事物通過(guò)介質(zhì)傳遞給設(shè)備的一種特征反映”。
與其大家費(fèi)心費(fèi)力的去論證有沒(méi)有更高維度空間，不如讓有這種想法的人簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)“怎么不用三維空間中的事物來(lái)說(shuō)明更高維度的存在?！?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: 非標(biāo)UFO 時(shí)間: 2015-6-27 15:41
哈哈，我不相信任何人能證明這個(gè)東西，用三維世界的法則來(lái)證明多維度空間，不是很可笑嗎？
反之我也不相信任何人能證明更多維度空間

作者: 千浪一石 時(shí)間: 2015-6-27 16:18
大俠，霍金在《時(shí)間簡(jiǎn)史》上說(shuō)宇宙有11維啊！我記得他還舉例說(shuō)，頭發(fā)在遠(yuǎn)處看就是一根線，但是拿近了，就是三維的圓柱了！

作者: 去缸活塞泵 時(shí)間: 2015-6-27 18:13
如果說(shuō)地球表面是二維的你能理解嗎？如果不能就不會(huì)理解四維空間。時(shí)空彎曲能理解嗎？你開(kāi)車(chē)向西一直走，最終回到起點(diǎn)，這就是二維表面。而且是彎曲的。宇宙也是這樣的，你看到的不是真實(shí)的，真實(shí)的宇宙需要計(jì)算，必須加上時(shí)間維度。

作者: crazypeanut 時(shí)間: 2015-6-27 21:37
微分流形

作者: zsddb 時(shí)間: 2015-6-29 15:00
本帖最后由 zsddb 于 2015-6-29 15:03 編輯

樓主，你既然這么瞧不起我，你以后的帖子我不敢回了。之前回的麻煩刪下。

，另外，能說(shuō)出你的真名來(lái)嗎？

作者: 青楊 時(shí)間: 2015-7-16 09:57

作者: XMLYH 時(shí)間: 2015-7-28 15:58
坐等有人證明

作者: 赤發(fā)鬼李逵 時(shí)間: 2015-8-21 16:50
樓主具有日耳曼的大腦，思維很深廣啊！

作者: 739046455 時(shí)間: 2015-9-18 15:16
看不懂，但覺(jué)得樓主想法很有深度

作者: 颶天使 時(shí)間: 2015-12-29 16:12
太深?yuàn)W了，工作中完全用不到

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