用几句话怎么解释一维到十维?
关于维度的问题屡见不鲜,可是很少说清楚的,本人就是见不得热心人犯难,分享一下吧。
维度,是数学思维、物理思维、系统思维的重要手段。维度的意义在于:由于运动总是在特定环境中不断螺旋变化。为便于表述与分析,把螺线放在一个坐标系里,在轨迹上任取一个动点,该点的矢量状态,可用几个方向(即维度),来定位一个坐标。维度的个数,反映用坐标处理问题的精度要求。若不考虑时间维度:有以下五个要点。
①零维空间,是一个点,代表一个相对静止的参照系、原点。真实的点是不存在的,只是相对尺度足够小的科学处理。
②一维空间,是一直线,代表一个足够短暂而狭长的空间。一束激光可以看成一条直线。真实的直线也是不存在的。
③二维空间,用平面上纵横正交的两个方向定位,代表一个足够扁平的空间。可用平面直角坐标系来定位。有时,用平面极坐标更方便。真实的平面不存在。把地球近似为一平面,绘制地图。
④三维空间,用笛卡尔纵横竖正交的三个方向的近似定位。有时,用球面极坐标更方便。如果不考虑其环境变化,三维坐标就足够了。
⑤九维空间,适合宏观或微观世界的九个方向的精准定位。例如,地球在太阳系用三维坐标定位,可太阳系整体也在螺线运动,地球的真实运动,是地球与太阳运动的叠加。又如,质子内的高能电子围绕夸克环中心的缪子运动,但整个质子在原子中也在运动,这就可能涉及3×3×3=27维的坐标定位。但这是不必要的,因为数学思维的核心方法是“近似”或“叠代”。所谓的希尔伯特空间,不过就是几层叠加的笛卡尔正交坐标系而已。