美文网首页纪录片自然科普
维度·数学漫步_04 四维空间(下)

维度·数学漫步_04 四维空间(下)

作者: Nian糕 | 来源:发表于2018-03-04 16:01 被阅读123次

根据之前我们所说,我们得知三维空间中包含了二维的 S2 球面,用同样的方法,我们可以研究出四维空间中包含的三维球面,称为 S3,但你是看不到 S3 球面的,因为你的空间只有三维

为此,我们只能效仿之前平面蜥蜴们对三维面体的作为:在这里,我们膨胀一个多面体,直到它的面嵌在一个四维空间的三维球面 S3 上,再用四维空间里面的球极投影到我们的三维空间里

这需要你的一些想象,不过你可以类比之前三维到二维的球极投影,在类比时,请把下面这张图假设为一个展示出了第四维度,但是却压缩了一个可见维度的图,因为压缩了一个可见维度,我们所在的三维空间,相当于下面的那个面,而三维球面 S3 看起来和二维球面 S2 (我们通常说的球面)一样

球极投影

接下来我们看到一个四维单形,它有 5 个顶点和 10 条棱,而这时,棱是一些圆弧,这个情况与三维物体投影到平面上是完全类似的

四维单形

接下来我们加入二维面,来看的更加清楚些,下面就是四维单形和它的 10 个三角面

二维面的四维单形

因为球极投影的原因,我们看到二维面并不是纯平的,正如之前的棱是一些圆弧一样,当四维单形在四维空间中转动,再被球极投影出来,这些面和棱就像当初地球滚动时,陆地投影般随之舞动,有时,一个面会经过投影的极点,而随后,这些点也可能会被投影到无穷远处

现在,我们看下超立方体的球极投影,三维空间被分割成 8 个立方体形的区域,而它们则是超立方体的三维表面,尝试着想象一下,超立方体的表面一共有 8 个立方体,它们彼此相连,而超立方体的二维面,则是 24 个正方形(或多或少地隆起和扭曲)

二维面的超立方体

然后是 24 号,它包含有 24 个顶点,96 条棱,96 个三角形和 24 个八面体,有 8 条棱从它的每个顶点出发

二维面的24号

这里是 120 号,有四条棱从每个顶点出发,它的二维面是五边形,一共有 720 个,这 720 个五边形相互衔接为 120 个 12 面体,而这些 12 面体都互相完美的契合在一起

二维面的120号

最后的是 600 号,它包含有 600 个三维四面体,包括有 1200 个三角面,同时,也有 720 条棱和 120 个顶点,据说,在这个物体的四维空间里有 14400 种对称性

二维面的600号

到这里,我们完成了第一个四维之旅,这里充满着各种奇观,而在此之上更是存在五维,六维,n 维,甚至无限维的空间

相关文章

  • 维度·数学漫步_04 四维空间(下)

    根据之前我们所说,我们得知三维空间中包含了二维的 S2 球面,用同样的方法,我们可以研究出四维空间中包含的三维球面...

  • 维度-数学漫步

    数学漫步,这个记录片呢?我感觉写的不错,就是有点枯燥,但是写的很有趣,首先第一篇就在,讲一个球体怎样?切开是怎样的...

  • 维度·数学漫步_03 四维空间(上)

    让我们开启思维的大门,尝试理解四维空间中的规则多面体,在这之前,需要遗忘我们所熟知的世界,并且想象一个我们视觉与感...

  • 从一二三维推出四维空间(一)

    从一二三维推出四维空间(一) 从推论四维空间性质前必须了解何为维度,何为空间 空间是什么?维度是什么? 推论一:多...

  • 《维度:数学漫步》观后感

    今天我看了数学,我突然发现数学真的好神奇!数学真的是要升级的东西,我觉得我这一生都探索不完,并且创造那个纪录片的人...

  • 四维空间

    昨晚上,合上他那本科学百科全书,豆问:“什么是四维空间?” 要了解四维空间,我们先要从低维度说起。点没有维度,它是...

  • 维度数学漫步观后感。

    维度数学漫步主要讲的是从一维的空间到四维的空间所看到的东西。一维主要是一条线,物体也只能在这一条线上活动。 一条线...

  • 数学电影事,刘进知多少?

    网上一搜,还真有不少。比如《美丽心灵》、《心灵捕手》、《笛卡尔》、《维度:数学漫步》等。不过,我都没有看过...

  • 逃避维度

    以前听过一个理论说是,如何证明四维空间的存在(第一维度是点,第二维度线,第三维度就是咱们现在的维度3D,四维...

  • 维度·数学漫步_01 二维空间

    地理与几何学都涉及对地球的研究,地理学用来描绘地球,几何学则涉及对它的测量,地球是近似球状的,现在,我们忽略地球在...

网友评论

    本文标题:维度·数学漫步_04 四维空间(下)

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/dtdoxftx.html