三维空间是指点的位置由三个坐标决定的空间,具有长度、宽度和高度。

空间和时间是运动着的物质的存在形式。空间是物质存在的广延性,时间是物质运动过程的持续性和顺序性。同物质一样,空间和时间是不依赖人的意识而存在的客观存在,是永恒的。空间、时间同运动着的物质是不可分割的,没有脱离物质运动的时空,也没有不在时空中运动的物质。但时空描述和量度是相对的。自然科学的物质运动描述空间和时间是通过选定参考系而进行的。三维空间直接反映直观思维对外界物体的形状、大小、远近、深度、方向等特性的把握[2] 。 共6张 弦理论模型图册

将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网,将之张平,我们可以将之近似看做是二维平面,然后将一个小球放在网上,橡皮网在小球的重力作用下凹陷,这就形成了三维空间[1] 。

“维”这里表示方向。由一个方向确立的直线模式是一维空间,维空间具有单向性。由两个方向确立的平面模式是二维空间,二维空间具有双向性。同理,三维空间呈立体性,具有三向性,由三向无限延伸而确立[3] 。

日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴[4] 。

四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”[3] 。

根据爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们能对比的找到时间的变化。这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一[4] 。

球体

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