三維與四維的主要區(qū)別在于維度上的差異,四維世界相較于三維世界,多出了一個時間維度,如果說三維世界是一張靜態(tài)的圖片,那么四維世界則是一段動態(tài)的錄像,四維彩超,即四維醫(yī)學(xué)彩色超聲成像技術(shù),能夠捕捉到心臟、肝、膽、脾、胰腺、婦產(chǎn)科、外周血管、表淺器官等軟組織的動態(tài)圖像,為醫(yī)學(xué)診斷提供了更為精確的依據(jù)。
四維空間由四個維度構(gòu)成,它是由無數(shù)個三維空間疊加而成,而三維空間又由無數(shù)個二維平面組成,三維空間的特點(diǎn)是通過X、Y、Z三個坐標(biāo)軸來定義空間目標(biāo),空間關(guān)系基于體積進(jìn)行劃分,其復(fù)雜性顯而易見;它能夠更真實(shí)地反映客觀世界,并允許我們進(jìn)行三維空間分析和操作。
一維是長度的單一度量,二維是平面的長寬組合,而三維則是立體的長寬高,我們?nèi)庋鬯芨兄降默F(xiàn)實(shí)世界,就是一個三維空間,它由三個坐標(biāo)軸決定點(diǎn)的位置,并具有長度、寬度和高度這三種度量。
四維世界,實(shí)際上是在三維空間的基礎(chǔ)上,增加了一個時間軸,使得三維世界得以動態(tài)展現(xiàn)。
我們常見的球體、圓錐體等幾何形狀,可以被視為四維空間中的四維物體在三維空間中的投影,四維物體是一種連其影子都呈現(xiàn)出膨脹狀態(tài)的特殊存在。
在四維空間中,長度不僅包括我們熟知的長、寬、高三個物理量,這三個物理量是不可分割的整體,而溫度則是物體物理形態(tài)的一種展現(xiàn),水在不同溫度下可以呈現(xiàn)液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài)。
通常我們所說的三維空間,是指由長、寬、高三個維度構(gòu)成的空間,它們共同塑造了一個立體的世界,而四維空間,則是在此基礎(chǔ)上增加了一個時間維度,使得三維空間得以動態(tài)展現(xiàn)。
四維世界的樣子,可以這樣描述:它是一個與我們所在的三維空間相接觸的無限延伸的空間,由于我們并非四維生物,理解四維空間對我們來說是一件困難的事情,這就像地上的螞蟻無法理解它們搬運(yùn)的面包屑為何突然消失一樣。
簡而言之,二維空間是一個平面,我們通過在紙上繪畫就能控制和創(chuàng)造二維空間,而四維空間,則是一種更為復(fù)雜和抽象的存在。
德國數(shù)學(xué)家菲立克斯·克萊因在1882年首次提出了四維空間的概念,并設(shè)計了一個“克萊因瓶”來形象地解釋四維空間,要理解四維空間,我們需要明確一個概念:它不僅僅是一個數(shù)學(xué)模型,它也可能是一種超越我們?nèi)S認(rèn)知的全新維度。