什么是生活维度(我们生活的世界的)

什么是生活维度(我们生活的世界的)(1)

我们通常被说成生活在三维空间中。科学频道MinutePhysics在一部网络视频解释了“维度”是什么以及“为什么我们生活在三维空间中”的问题。

我们知道我们生活的世界是三维的,但你怎么知道呢?我们通常使用三个坐标轴,例如三个数字x、y、z或纬度、经度和高度的组合来指向特定的坐标,由于这个原因,人们认为它是三维的。但它不是。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(2)

例如空间填充曲线。数学证明,如果你使用一条叫做皮亚诺曲线(Peano curve)神秘曲线,你可以用一条线来填充平面或实体。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(3)

即使不使用三个数字,使用此空间填充曲线也可以指向只有一个数字的特定坐标。不能说它是一个三维空间,因为它用三个数字显示坐标。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(4)

虽然说起来很奇怪,但这是因为“一个正方形中的点数与该正方形直线中包含的点数相同”。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(5)

但我们并不认为我们生活在一条被折叠成一团糟的单一线中。那么,为什么我们能够感知到它们生活在三维空间中呢?

什么是生活维度(我们生活的世界的)(6)

我们没有清楚地感知到三维空间本身,但我们只有经验性地知道我们生活在三维空间中。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(7)

例如,让我们假设扩散气体。随着时间的推移,气体会越来越多地扩散。此时,测量气体扩散区域的半径和气体的体积。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(8)

如果这个世界是一维空间,体积与半径成正比,如果是二维空间,体积则与半径的平方成正比,而如果是三维空间,体积又与半径的立方体成正比……从体积与半径之间的关系可以看出维度。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(9)

实际上,例如,如果半径在一段时间后翻倍,则体积已经扩大了8倍。因为体积与半径的立方成正比,我们知道我们生活在三维空间中。

什么是生活维度(我们生活的世界的)(10)

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