克莱因瓶有多神奇,四大洋全装进去也装不满,它是四维空间的产物

时间:2019-07-22 来源: 旅游

在我们的三维世界里,一个瓶子只要它是完好无损的,那么无论它的体积有多大,只要人们源源不断往里面加水,总会将它装满。但是这只是三维空间的规律,在四维空间里还适用吗?

有一个叫“克莱因瓶”的瓶子,号称世界上没人能将其装满,就算把四大洋倒进去也一样。因为克莱因瓶就是“四维空间”物体,四维空间在哪里呢?可能没人说得上来,因为霍金在世的时候曾经说过,人类是四维空间的产物,所以人类无法感知四维空间,而是永远被三维空间困住。

关于维度的关系,数学家有种解释。我们都知道点线面的关系,这种关系就是最基本的一维世界,二维世界,到了立体的物体有了长宽高就是三维世界。三维世界加上时间,就是四维世界的了。根据这四个维度的不同,为了证明四维空间的存在,科学家发明了克莱因瓶理论。

1882年数学家克莱因提出了这个理论,他设计出了一种诡异的瓶子,它只有一个面,但是却像球体一样封闭着。它的构造很简单,在瓶子底部开一个洞,然后将瓶子的颈部延伸,并且穿过瓶身,让颈部和底部窟窿相连,这就是克莱因瓶。它的原理类似于莫比乌斯环,只有一个面互相相连。

虽然现代的技术非常发达,但是没有人能造出克莱因瓶来,人们只能用计算机去为它建模。因为克莱因瓶已经属于四维空间了,在三维空间里的我们完全没有技术还原它。因此对于克莱因瓶来讲,它的存在与否还属于一种理论的范畴。

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