从零维到十维空间2016-10-14?javascript:void(0);草根精选事情是这样的,这周我给学生讲3dmax的课。为了让学生 了解三视图我就顺便科普了一下什么是零维、一维、二维、三维空间。讲完不过瘾,感觉一支粉笔一块黑板讲维度是一件很爽的事情,那么.... .....接下来请同学们打开脑洞,看我用一支笔几张纸来为同学们展开从零维空间到十维空间之旅吧!零维空间让我们从一个点开始,和我们 几何意义上的点一样,它没有大小、没有维度。它只是被想象出来的、作为标志一个位置的点。它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维 度。一维空间好的,理解了零维之后我们开始一维空间。已经存在了一个点,我们再画一个点。两点之间连一条线。噔噔噔!一维空间诞生了!我 们创造了空间!一维空间只有长度,没有宽度和深度。二维空间我们拥有了一条线,也就是拥有了一维空间。如何升级到二维呢?很简单,再画 一条线,穿过原先的这条线,我么就有了二维空间,二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度。你可以试一试,在纸上画一个长方形,长方形 内部就是一个二维空间。这里,为了帮助大家方便理解高维度的空间,我们用两条相交的线段来表示二维空间。为了向更高的维度前进,现在我 们现在来想象一下二维世界里的生物。维空间没有深度(也可以理解成厚度),只有长度与宽度,我们就可以将它理解成“纸片人”,或者是扑克 牌K.J.AQ里的画像。因为维度的局限,这个可怜的二维生物也只能看到二维的形状。如果让它去看一个三维的球体,那么他只能看到的是这 个球体的截面,也就是一个圆。三维空间三维空间大家肯定熟悉,我们无时无刻都生活在三维空间中。三维空间有长度、宽度与高度。但是,我 要用另一种思维来表达三维空间,只有这样,才可以向更高维度推进。好,现在我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁。我们就姑且把蚂蚁君看作是“ 二维生物”,我在二维的纸面上移动。如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。但是我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱 ,一个三维空间里的物体;这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。(对了!就是传说中的虫洞)换句话说,把二维空间弯曲,就得到 了三维空间,我们就可以这样来表达。再解释一遍,在这个图示上,蚂蚁从A点消失,B点出现,你们想想,就是这意思,卷曲产生新的维度! 好了,开始进入烧脑阶段!前三个维度我们可以简单理解成长、宽、高。那么我们怎么理解四维空间?四维空间四维比三维多一维,它是什么? 是时间!想象一下,左边有一个1分钟之前的我,右边则是现在我,将这“两个我”看成两个点,穿过他们连线,它就是四维空间里的线。太棒了 ,四维空间出现了!那么在现实当中我们可以看到过去和未来的我么?不能!因为我们是三维生物,活在三维空间中。就像上文提到的,那位二维 生物只能看到三维物体的截面一样,我们作为三维生物,只能看到四维空间的截面,也就是现在的你、我、他;换句话说就是此时此刻的世界。你 们还可以么?我要开始讲五维空间了哦五维空间首先我们要明确一点,低维度生物不能意识到高维度空间发生的事情。我们从出生到现在,都感觉 自己在同一个空间里。我们常说“随着时间的推移”,其实就是沿着时间线向前,这条时间线就是四维空间里的那条线,换句话说,三维的我们沿着 四维空间里的时间线向前走。假如我们是四维空间生物,我们就可以看到过去、现在、将来各个时段的我们自己。但是,时间线只有一条,还记得 前文中两条线交叉,将一维升级为二维么?那么现在,在四维这条时间线的基础上,我再加一条时间线和这条时间线交叉,五维空间就出现了!不 懂?没关系!例子举起来!比如说,你大学毕业参加工作,工作了5年,现在是一名经理,那么四维空间里你只能看到大学毕业的你以及成为白领的 这条时间线上的你。如果当初你初中毕业就去学烹饪,现在是一名厨师。那么这就是另一条时间线上的你。在五维空间中,你可以看到成为经理的你 ,也可以看到成为厨师的你。总结的说,五维空间,你可以看到你未来的不同分支。六维空间OK我开始解释六维空间。现在的你如果想拜访一下 过去的你,怎么办?我们可以将四维空间中任意一条时间线弯曲,这样你就可以跳回以前,去见以前的你。换句话说,五维空间中,你可以“穿越” 回到一条时间线上的过去。还是拿“经理的你”和“厨师的你”举例子,厨师的你感觉日子很艰辛,每天油烟呛人,你想成为经理,安安静静在办 公室里坐着。怎么办?五维空间中,你可以穿越到你初中毕业的时候,告诉以前的你,一定要继续读书,上高中,考大学,做白领。不过这很费力, 而且风险很大,初中毕业的你需要作出不同的选择,每一种选择都会产生一个新的时间线,一个不同版本的未来。你们还记得二维空间中蚂蚁君和 报纸么?弯曲一个空间产生一个新的维度。对了!我们直接把五维空间弯曲,产生六维空间。这样,你就可以穿越到“经理的你”这条时间线,看一 看另一个版本的你。七维空间如果你能看到这里,恭喜你,你的脑洞已经很大了。好,我们继续,七维空间走起来。还是那个例子,前面提到两 个时间线:经理与厨师。初中毕业的你,不可能只有这两种选择,而是近乎无限。怎么解释,你的每一个决定都在塑造出一个特有的你。你可以成为 任何一种你。概括地说,初中毕业的你是一个起点,所有的时间线。都从这个点向外辐射,数量是无穷大,那么最后,七维空间里的一个点,里面包 含着“初中毕业的你”开始的无限种可能。那么怎么画出七维空间里的一条线?我们需要另一个点,但是这个点已经包含了无限,如何再去找另外 一个点?那就是另一种开端。没关系,我们举例子,你会懂得。前文中我们提到由“初中毕业的你”为开端而产生的七维无限点;如果你小学毕业 的时候就作出不同的选择呢?每一个选择又会塑造一个不同的你;那么以“小学毕业的你”为开端,就会产生另一个包含着无限时间线的点。将这两 点连成一条线,就是七维空间的线。八维空间还记得文章开始时提到的一维的线么?我们把另外一条线穿过它,就变成了二维空间。同样的道理,我 们来给七维空间升级。例子呢,还是那个“你”。我们又找到了两个点,一个是由“大学毕业的你”为开端产生的七维无限点,另一个是由“50岁 的你”为开端产生的无限点。将这两点连线,与上文中那条连接“初中毕业的你”无限点“小学毕业的你”无限点的这条线相交。我们就得到了八维 空间!九维空间好了,讲到这里,你其实可以想象出九维空间是什么样了。我们把八维空间理解成那张报纸,平平的。这时蚂蚁君又出现了,不过 它已经进化成八维空间生物了,给它一样的任务,要他横跨整个报纸去目的地,怎么办?将报纸再一次卷起来,虫洞又出现了。蚂蚁君顺利穿过虫洞 出现在目的地。也就是说,将八维空间继续卷曲,我们就得到了九维空间!十维空间这里我来总结一下,回顾上文,从零维到四维,我们经历了点 、线、面、体这个升级流程。然后四维空间又可以看做一点,充满着三维空间中所有可能性的连线,这个连线就是时间。从四维到八维,我们又经 历了点、线、面、体的升级流程。八维的点,充满着七维空间中所有可能性的连线。八维空间继续升级。还是那个“你”,以八维空间的点为起始 ,我们必须想出所有的可能,每一种可能都与八维的这个点相连,最后,我们得到十维空间里的一个点,充满着九维空间中所有可能性的连线。还能再升级么?不能了,在十维空间中,我们找不到任何一个空间可以在划出一个点,因为,十维空间就是一个点!它包含着所有的宇宙、所有的可能性、所有的时间线、所有的所有...........从零位到十维,我们经历了这么多,最后,它还是一个点......有趣么? |
|