空間之維度數(shù),最簡單的定義,是對向量空間的誰度定義。 一個向量空間內(nèi),如果存在n個線性無關向量,且任何n+1個向量必定線性相關。則這個向量空間稱為n維空間。 當用有向線段表示向量之后,經(jīng)驗空間內(nèi)只存在三個線性無關向量,任何四個向量,一定線性相關。故經(jīng)驗空間是三維空間。 關于封區(qū)域在空間維度數(shù)的關系。 一維空間,兩個點就把區(qū)域封閉了。并標為區(qū)間。 二維空間內(nèi),區(qū)間不再是封閉的。用一條首尾相連的曲線才能封閉出一個區(qū)域。 三維空間內(nèi),二維封閉區(qū)域不再是封閉的,需要一個封閉之二維曲面,才能封閉成一個三維封閉區(qū)域。例如,人之表皮把閃臟封閉在身體內(nèi)部。 四維空間內(nèi),三維封閉區(qū)域不再是封閉的。人的內(nèi)臟全露上外面。由于我們看不見旁人之內(nèi)臟。證明了經(jīng)驗空間只有三維。 當把時間作為一維與經(jīng)驗空間合并為四維時空之后。人的內(nèi)臟還是沒有露出來。證明了,這樣構成之數(shù)字流型,并非幾何上的四維空間。 決定一個運動物體之狀態(tài),需要多個變量。當獨立變量之個數(shù)為n時。稱具有n個自由度。對于動點在空間內(nèi)之運動來說。動點之自由度數(shù)就等于空間之維度數(shù)。在三維空間內(nèi),剛體之運動具有6個自由度。復雜程度與一個質(zhì)點在六維空間內(nèi)之運動相同。 波動之自由度更高。有的人認為需有11個自由度。把此要求說成11維空間了。 不能用兩個空間內(nèi)的幾何點是否可構成一一對應來判斷兩個空間是否維度相同??得摖栐诩险撝?,早己證明。不論n是何自然數(shù)(狹義),n維空間的幾何點都可與開區(qū)間(0,1)內(nèi)之點一一對應。 n維空間內(nèi),總存在等維數(shù)之小區(qū)域。構不成四維小區(qū)域,則經(jīng)驗空間就不是四維空間。 |
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