“维”是描述空间和数学概念的重要术语。
零维是一个无长度、宽度和高度的点,没有任何方向。
一维是一条只有长度的线,没有宽度和高度,仅有前后两个方向。
二维是一个平面,具备长度和宽度,但没有高度,如纸上绘制的图形。若通过二维空间内的任意一点画一条直线,形成两条相互垂直的线条,则构成此二维空间。
三维则具有长度、宽度和高度三个维度,就像我们的身体和生活环境。
四维空间则更为复杂,任何通过该空间内的点的直线都与物体的长、宽、高垂直。传统的理解将时间视为第四维,在四维时空中,物体的位置和状态不仅取决于其在三维空间中的坐标(x、y、z),还取决于时间t。
关于时间的理解,生活中其实很容易感知。坐车、上课等都需要时间,这是一个过程。简而言之,时间就是物体的运动(深入下去就是原子的震动)。如果没有运动,所有的事物都会静止,连钟表都会停止摆动,此时何谈时间?因为时间的概念依赖于物体的运动。
当探讨传统物理学维度模型理论时,或许可以更形象地理解。比如,水是四维空间的一个例子,因为它涵盖了鱼类的长、宽、高三个维度,并且是动态的。同样地,我们生活在空气中,空气包围着我们,涵盖我们所有的长、宽、高,此时空气可以被理解为四维空间。
科学家定义时间是物体的运动,而物体无时无刻不在运动。将时间作为第四维度是不准确的。实际上,无数个点组成线(一维),无数个线组成平面(二维),无数个平面组成立体(三维)。当无数个三维物体组合在一起时,它们所构成的空间就是四维。对于人类而言,这四维空间就是我们身处的环境,包括山河日月。这可以理解为三维空间体的运动,即四维空间。我们可以将时间与之联系起来理解。
关于空间的定义,以点、线、面、立体长宽高来定义是不完整的。因为世界和宇宙都是运动的,这种定义更适合用于静止物体的研究,而不适合运动物体的研究。我们应该更抽象地理解空间的维度,而不是仅仅用垂直来定义。