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n維空間具有哪些特徵呢!基於空間的維度化後,進行探索

回顧上篇內容《談談數學幾何,是如何影響著空間的維度概念出現的》。提出若干個假設,經過推理來起支撐空間的維度化概念。所講的內容有空間的時間性、三維空間與時間的關係、物體的形態如何描述。

為了空間的維度化概念更加明顯,提出以下若干個條件定理:

一是三維空間有且僅有存放三維物體,即其它維度的物體無法存在於三維空間中。

二是時間概念不是三維空間所獨有的。即例如二維空間中的物體也會有形態變化,有時間概念。

把上述定理推向一般化,從數學角度而言,是可行!但目前能夠推導的維度有:零維、一維、二維、三維等四種維度。舉例:而像四維、弦論中所說的十一維度,皆尚未知曉。無法確認一般化的定理是否依舊見效。因此,定理一般化,暫時針對於n=0、1、2、3時有效。

推導定理一般化的結果:n維空間有且僅有存放n維物體。n維空間內存在於著時間概念。定理的出現,得益於「空間直角坐標系」這個工具。它可以把任意形態的物體化成若干個坐標(x,y,z).舉例"3D人體掃描儀"通過機器對人體掃描,就可以在電腦軟體中顯示出立體形態。將空間直角坐標系應用於空間的維度化探索中,有利於我們更好理解空間的維度概念。

提出一個與空間維度相關的工具「維度空間坐標系」。別名為(n為正整數)n維空間坐標系。而空間直角坐標系可以描述任意三維物體,所以充當三維空間坐標系,結合數學中的數軸、平面直角坐標系。分別推導出一維空間坐標系、二維空間坐標系。應用:當我們想要對未知的空間進行某種屬性判斷時,空間坐標系可以幫助人們判斷該空間的維度多少。舉例:判斷一個空間是否為二維的,取該空間的一個物體,分別畫一個二維空間坐標系、三維空間坐標系進行描點。若結果二維空間坐標系中的坐標皆為(x、y),三維空間坐標系中的坐標皆為(x,y,z),則物體是二維的,該空間是二維空間。

這種方法需要窮盡物體上的所有坐標是不實際的。為此,連想到數學上的矢量。

矢量(vector)是一種既有大小又有方向的量,又稱為向量。一般來說,在物理學中稱作矢量,例如速度、加速度、力等等就是這樣的量。捨棄實際含義,就抽象為數學中的概念──向量。 [1] 在計算機中,矢量圖可以無限放大永不變形。

例如三維空間坐標系與二維空間坐標系的區別,在於增加二維空間坐標系所沒有的方向上的數軸。用矢量來判斷空間的維度是另外一種方法。方法:取物體上的一個位置充當原點,向物體內部畫矢量,再垂直於矢量畫另一條矢量。若判斷出物體在其中一個矢量上有方向性,而在另條矢量上沒有方向,則物體是一維的,該空間是一維空間。

現在判斷空間的維度多少的方法有兩種:維度空間坐標系法、矢量法。

從自己的視角來觀察,自己與所處的環境相比,具有明確的邊界性。邊界性體現在身體表面的皮膚上,不管身體長高、變胖,亦是消瘦,其位置都不會變。除非死亡變成骨頭。通過先人的探索歷程,物體的邊界性是如此普遍。以至於讓我們覺得物體的體積就是有限的。舉例:細胞的邊界性體現在細胞膜上,細胞與人體之間,如同物體與空間。從人體來看細胞是一個個有限大的個體,對細胞而言,人體的體積卻是未知。細胞在人體的容納量沒有明確邊界性。

推測:三維空間中的物體都是有明確的邊界性。而三維空間無明確的邊界性,而在於空間內物體的數量不明確所造成。就有了我們所說的,宇宙是無邊無際的,同時在使用天體望遠鏡來尋找宇宙的邊界。

總結

基於上篇內容,進行空間維度化後,挖出一個n維空間的特徵。到目前能發現到的有時間、判斷方法、無限與有限三個方面的內容。其餘內容,後續發表。

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