什麼是「維度」?我們能感知三維以外的世界嗎? 《這世界難 ... | 多維度
什麼是維度?不同「維度」在科學上是什麼意思呢?是開門之後的異世界嗎?我們先來確定維度(dimension,也譯成次元)的定義。在流行書籍和電影中「次元」一詞通常用來表示平行宇宙,有時你可以開啟一扇「通往其他次元的門」,並透過它穿梭在這些宇宙之間。這些故事非常有趣,平行宇宙甚至也可能存在。然而「維度」這個詞彙在科學上有迥然不同的含義。同一個英文詞彙是如何在流行文化中有一個定義,但在科學中卻擁有另一個含義呢?大多數時候你可以怪到科學家頭上。科學家需要詞彙來描述他們才剛發現或想像出來的新奇事物時,會採取三...
什麼是維度? 不同「維度」在科學上是什麼意思呢?是開門之後的異世界嗎?我們先來確定維度(dimension,也譯成次元)的定義。在流行書籍和電影中「次元」一詞通常用來表示平行宇宙,有時你可以開啟一扇「通往其他次元的門」,並透過它穿梭在這些宇宙之間。這些故事非常有趣,平行宇宙甚至也可能存在。然而「維度」這個詞彙在科學上有迥然不同的含義。
同一個英文詞彙是如何在流行文化中有一個定義,但在科學中卻擁有另一個含義呢?大多數時候你可以怪到科學家頭上。
科學家需要詞彙來描述他們才剛發現或想像出來的新奇事物時,會採取三種方法。
(一):發明新詞彙(例如,「外行星」是指太陽系外的行星)。
(二):嘗試再使用一個具有相似含義的詞彙(例如,使用「量子自旋」來描述微小粒子的物理,粒子並不真的在自旋,但是擁有類似於物理自旋的數學特性)。
(三):借用既有名詞但賦予完全不同的意義(例如,不是很有魅力的「魅夸克」,或者沒有顏色而且似乎政治不正確的「色荷粒子」)。
「維度」在科學裡的含義並不是指另一個宇宙,數學家和科學家一直精確使用「維度」這個詞彙,而且已經使用了好幾個「世紀」。
「維度」在科學和數學上是指可能的運動方向。如果你畫了一條直線,那麼沿那條線的運動就是一維運動。在一維世界中,所有東西都在無限細的線條上。因為沒有其他運動方向,一維科學家絕對不能插隊或交換位置。
現在,你沿第一條線的直角(九十度)方向畫第二條線。兩條線成直角,所以沿第二條線的運動完全獨立於沿第一條線的運動。如果兩條線的交角小於直角,則沿第二條線的運動也會產生沿第一條線的運動。兩條線構成的平面可以讓你在兩個維度上移動。
因此沿一條線的運動具有一個維度,而由兩條線規範的平面運動具有兩個維度。要獲得第三個維度,你只需要畫另一條垂直於前兩條線的直線。在這種情況下,第三維度將指向平面的上方和下方。
這就是維度的定義。每個維度都是可以讓你在上面移動的獨特方向,每個方向的運動都獨立於其他方向的運動。
我們可以有超過三個的維度嗎?我們畫出的三維空間包含了我們熟悉的所有運動:上下、左右和前後。