什么是空間維度空間維度的種類
空間維度是地理現(xiàn)象的最基本特征。是根據(jù)地理對象的實際分布特征以及地圖表達(dá)的需要來確定的。那么你對空間維度了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是空間維度的內(nèi)容，希望大家喜歡!
空間維度的四種力
四種基本力
進(jìn)一步的問題就是，這么多不同種類的粒子是如何聯(lián)系在一起的?假如宇宙是由很多微小的、相互間沒有關(guān)系的物質(zhì)微粒組成的，它們中的任何一個都是像被“隔離”的，那么，在這樣的一個宇宙中，就會既無恒星，又無行星和生命，只是一個寂寞的、完全沒有事件發(fā)生的微粒集合。
幸運的是，事實并非如此，宇宙中存在著各種類型的力，是它們把散沙般的基本粒子結(jié)合在一起，組成了各種各樣的物質(zhì)，并安排了宇宙間的秩序。這些力從本質(zhì)上都可歸結(jié)為四種基本力：引力、電磁力、強(qiáng)力和弱力。
四種力各自的性質(zhì)
這四種力的來源是不一樣的。引力源于物體質(zhì)量的相互吸引，兩個有質(zhì)量的物體間就存在引力，物體的質(zhì)量越大，引力就越大。電磁力是由粒子的電荷產(chǎn)生的，一個粒子可以帶正電荷，或者帶負(fù)電荷，同性電荷相斥，異性電荷相吸。如果一個粒子不帶電荷，則不受電磁力的影響，不會感受到排斥力和吸引力。強(qiáng)力主要是把夸克結(jié)合在一起的力，所以也叫核力。像電磁力一樣，也起源于電荷，不過只是夸克間的電荷，物理學(xué)家稱之為“顏色電荷”。弱力的作用是改變粒子而不對粒子產(chǎn)生推和拉的效應(yīng)，像核聚變和核裂變這兩個過程都是受弱力支配的。
四種力的相對強(qiáng)度以及作用范圍都有著巨大的區(qū)別。從相對強(qiáng)度上來說，假定以電磁力的強(qiáng)度為一個單位強(qiáng)度，則強(qiáng)力要比這個單位大出100倍，弱力只有 1/1000，引力小到幾乎是可以忽略不計的：在微觀世界中，它只有電磁力的1040分之一!從作用范圍上來說，引力的作用范圍是宇宙范圍的;電磁力的作用范圍在理論上可以達(dá)到無限遠(yuǎn)，但實際上，大多數(shù)物體正負(fù)電荷相互抵消，其外部都呈電中性;而強(qiáng)力和弱力的作用范圍則極小，只能在粒子范圍內(nèi)發(fā)生作用
這四種強(qiáng)弱懸殊、性質(zhì)各異的基本力，完全控制了我們的宇宙。
問題又來了：為什么有四種基本力?為什么不是五種、三種或者一種?這四種力為什么如此不同?為什么強(qiáng)力和弱力只能在微觀尺度上發(fā)揮作用，而引力和電磁力卻具有無限的作用范圍?還有，為什么這些力的固有強(qiáng)度會有那么大的差別?
最后的問題是，所有這些力有沒有一個共同的根基?如果有，它們?yōu)楹斡址至蚜?
空間維度的種類
這個例子表明了空間維度的一個微妙而又重要的特征：就是說，我們的宇宙有像水管在水平方向延伸的、大的、容易看到的維 ——我們尋常經(jīng)歷的三維，也有像水管在橫向上的圓圈那樣的卷縮的維——這些多余的維緊緊卷縮在一個微小的空間，即使用我們最精密的儀器也根本不能探測它們。
那些看不見的維可能會有多小呢?我們最先進(jìn)的儀器能探測到百億億分之一米的結(jié)構(gòu)，如果那些維度卷縮得比這個尺度還小，我們就看不見了。科學(xué)家的計算表明，卷縮的維可能小到普朗克長度(即10^-33厘米)，是實驗遠(yuǎn)遠(yuǎn)不可能達(dá)到的。
弦與高維空間的緊密關(guān)系
弦本身很簡單，只是一根極微小的線，弦可以閉合成圈(閉弦)，也可以打開像頭發(fā)(開弦)。一根弦還能分解成更細(xì)小的弦，也能與別的弦碰撞構(gòu)成更長的弦。例如，一根開弦可以分裂成兩根小的開弦;也可以形成一根開弦和一根閉弦;一根閉弦可以分裂成兩個小的閉弦;兩根弦碰撞可以產(chǎn)生兩個新的弦。
但是當(dāng)一根弦在時空中移動時，它就沒那么簡單了。弦的運動是如此的復(fù)雜，以至于三維空間已經(jīng)無法容納它的運動軌跡，必須有高達(dá)十維的空間才能滿足它的運動(十維空間是數(shù)學(xué)方程計算的結(jié)果)。就像人的運動復(fù)雜到無法在二維平面中完成，而必須在三維空間中完成一樣。
點粒子內(nèi)部的空間不是三維的，可能還有很多維，這似乎非常不可思議，不過，認(rèn)真想起來，高維空間的存在完全是合理的。為了看清這一點，我們可以舉一個水管的例子。我們知道，水管的表面是二維的，但是當(dāng)我們從遠(yuǎn)處看它時，它卻像是一維的直線。這是為什么呢?原來，水管的那兩維很不一樣，沿著管子伸展方向的一維很長，容易看到;而容易繞著管子的那一個圓圈維很短，“卷縮起來了”，不容易發(fā)現(xiàn)。你必須走近水管，才能看清繞著圓圈的那一維。
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