维度有多少个

2014-03-21 19:11西奥妮
数学教学通讯·初中版 2014年2期
关键词:立方体数学家正方形

西奥妮

艺术形式多彩纷呈,比如早期的洞穴雕刻、文艺复兴时期的油画,以及印象派作家笔下那既不存在于二维空间也不存在于三维空间的创作. 艺术家、科学家、数学家和建筑学家根据他们自己的构想已经创作出了四维的物体,其中的一个例子是克劳德·布雷格登于1913年创作的四维物体,叫做超立方体. 布雷格登还尝试了把他的这个超立方体和其他四维设计运用于工作中,成功案例之一就是罗彻斯特商会大厦.

一直以来,人们很想探究三维之外是否还存在其他更多的维度. 在数学家看来,这种可能性是完全符合思维逻辑的. 比如零维物体,即一个点. 现在,把这个点向左或向右移动一个单位,那么就形成了一条线段,而线段是一维的物体. 将线段向上或向下移动一个单位,那么一个正方形就形成了,而它是一个二维的物体. 按照同样的方式继续下去,将正方形向内或向外移动一个单位,从而得出立方体,它是三维的物体. 下一步,我们可以想象着将立方体向着四维的方向移动一个单位,从而得出超立方体,也叫做立方体的四维模型. 以同样的方式,我们还可以得出超球面,即一个四维球. 而数学家们没有停留在思维上,他们在考虑第n维.

四维存在的可能性一直在激发人们的研究兴趣. 艺术家和数学家已经尝试勾画出某些物体在四维中的样子. 超立方体就代表了立方体在四维中的形式. 任何画在纸上的立方体充其量都是三维的,而画在纸上的超立方体也就是一个四维概念.endprint

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