手繪從零維到十維空間，看一遍智商直線提升！

本文中的理論均依據弦理論物理的知識，結合簡單的圖示和通俗的道理來解釋，不是信口開河，具有科學依據。

事情是這樣的，這周商老師給學生講3dmax的課。為了讓學生了解三視圖我就順便科普了一下什麼是零維、一維、二維、三維空間。講完不過癮，感覺一支粉筆一塊黑板講維度是一件很爽的事情，那麼.........接下來

請同學們打開腦洞，看商老師用一支筆幾張紙來為同學們展開從零維空間到十維空間之旅吧！

零 維

讓我們從一個點開始，和我們幾何意義上的點一樣，它沒有大小、沒有維度。它只是被想像出來的、作為標誌一個位置的點。它什麼也沒有，空間、時間通通不存在，這就是零維度。

一維空間

好的，理解了零維之後我們開始一維空間。已經存在了一個點，我們再畫一個點。兩點之間連一條線。噔噔噔！一維空間誕生了！我們創造了空間！

一維空間只有長度，沒有寬度和深度。

二維空間

我們擁有了一條線，也就是擁有了一維空間。如何升級到二維呢？很簡單，再畫一條線，穿過原先的這條線，我么就有了二維空間，二維空間里的物體有寬度和長度，但是沒有深度。你可以試一試，在紙上畫一個長方形，長方形內部就是一個二維空間。

這裡，為了幫助大家方便理解高維度的空間，我們用兩條相交的線段來表示二維空間。

為了向更高的維度前進，現在我們現在來想像一下二維世界裡的生物。因為二維空間沒有深度（也可以理解成厚度），只有長度與寬度，我們就可以將它理解成「紙片人」，或者是撲克牌K.J.A Q里的畫像。因為維度的局限，這個可憐的二維生物也只能看到二維的形狀。如果讓它去看一個三維的球體，那麼他只能看到的是這個球體的截面，也就是一個圓。

三維空間

三維空間大家肯定熟悉，我們無時無刻都生活在三維空間中。三維空間有長度、寬度與高度。

但是，我要用另一種思維來表達三維空間，只有這樣，才可以向更高維度推進。

好，現在我們有一張報紙，上面有一隻螞蟻。我們就姑且把螞蟻君看作是「二維生物」，我在二維的紙面上移動。如果要讓他從紙的一邊爬到另一邊，則螞蟻君需要走過整個紙張。但是我們把這張紙捲起來呢？成為一個圓柱，一個三維空間里的物體；這時螞蟻君只需要走過接縫的位置，就到達了目的地。（對了！就是傳說中的蟲洞）換句話說，把二維空間彎曲，就得到了三維空間，我們就可以這樣來表達。

再解釋一遍，在這個圖示上，螞蟻從A點消失，B點出現，你們想想，就是這意思，捲曲產生新的維度！

好了，開始進入燒腦階段！

前三個維度我們可以簡單理解成長、寬、高。那麼我們怎麼理解四維空間？

四維空間

四維比三維多一維，它是什麼？是時間！

想像一下，左邊有一個1分鐘之前的我，右邊則是現在我，將這「兩個我」看成兩個點 ，穿過他們連線，它就是四維空間里的線。太棒了，四維空間出現了！

那麼在現實當中我們可以看到過去和未來的我么？不能！因為我們是三維生物，活在三維空間中。 就像上文提到的，那位二維生物只能看到三維物體的截面一樣，我們作為三維生物，只能看到四維空間的截面，也就是現在的你、我、他；換句話說就是此時此刻的世界 。

你們還可以么？我要開始講五維空間了哦。

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TAG:南方評論·胡賽萌 |

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