物理四維時空

General 更新 2024年11月22日

  四維時空是構成真實世界的最低維度,我們的世界恰好是四維,至於高維真實空間,至少我們還無法感知,就如人將螞蟻面前的一塊食物拿起來,螞蟻只當它憑空消失。今天小編要與大家分享的是:物理意義上的四維時空,具體內容如下,歡迎參考閱讀!
 

  在數學上有各種多維空間,但目前為止,我們認識的物理世界只是四維,即三維空間加一維時間。現代微觀物理學提到的高維空間是另一層意思,只有數學意義。

  四維時空是構成真實世界的最低維度,我們的世界恰好是四維,至於高維真實空間,至少現在我們還無法感知。我在一個帖子上說過一個例子,一把尺子在三維空間裡***不含時間***轉動,其長度不變,但旋轉它時,它的各座標值均發生了變化,且座標之間是有聯絡的。四維時空的意義就是時間是第四維座標,它與空間座標是有聯絡的,也就是說時空是統一的,不可分割的整體,它們是一種”此消彼長”的關係。

  四維時空不僅限於此,由質能關係知,質量和能量實際是一回事,質量***或能量***並不是獨立的,而是與運動狀態相關的,比如速度越大,質量越大。在四維時空裡,質量***或能量***實際是四維動量的第四維分量,動量是描述物質運動的量,因此質量與運動狀態有關就是理所當然的了。在四維時空裡,動量和能量實現了統一,稱為能量動量四矢。另外在四維時空裡還定義了四維速度,四維加速度,四維力,電磁場方程組的四維形式等。

  值得一提的是,電磁場方程組的四維形式更加完美,完全統一了電和磁,電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多,這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學要完美的多。至少由它的完美性,我們不能對它妄加懷疑。

  在狹義相對論中,時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空,能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯絡。在今後論及廣義相對論時我們還會看到,時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯絡。

  四維時空表示運動物體存在的物理空間,更詳盡的表述如下,其對應相空間達到十八維:

  前三維是位置,存在於空間中;

  第四維是速率,存在於時間中;

  第五六維是速率指向,存在於***速度***時間方向中;

  第七八維是狀態指向,存在於自身形狀對應的空間方向中;

  第九維是狀態轉角,存在於自身形狀對應的滾動中;

  第十維是自旋速率,存在於滾動時間中;

  第十一二維是自旋赤道軸指向,存在於滾動***速度***時間方向中;

  第十三維是自旋赤道軸指向漂移速率,存在於滾動變化***加速率***時間方向中;

  第十四五維是自旋赤道軸指向漂移速度赤道平面對映方向,存在於滾動變化***加速度***時間方向中;

  第十六維是加速率***或受力強度***,

  第十七八維是加速度***或受力***方向,

  參考資料:《現代物理學》
 


  對聯的四維

  2009年6月上半月的《民間對聯故事》載文談對聯的四維空間。說:

  對聯為什麼要提出幾何學的“四維空間”,因為任何物質都同時存在於空間和時間中。這對於“相對論”有著重要的廣泛傳播作用,也是確定任何事物的四個座標。直線、平面、長寬高是普通空間三維座標,再加上時間這一座標,便構成整體。對聯的四維空間這四個座標,它象徵著物體、物態、物藝、物史。如:

  牆上蘆葦,頭重腳輕根底淺; 山間竹筍,嘴尖皮厚腹中空。

  蒼蠅也許分香臭, 老鼠何曾論富貧。

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