克莱因瓶最初的概念是由德国数学家菲利克斯·克莱因提出的。克莱因瓶的结构非常简单,一个瓶子底部有一个洞,现在延长瓶子的颈部,并且扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接。我们是上下左右前后6个方向,而四维空间是8个方向。四维空间的最高物体形态是由三维最高形态的“体”构成的。克莱因瓶已经超越了三维空间“体”的形态,所以只能在四维才能制作、看到。
四维空间是什么有人说看到是长,宽,高,加深度就是四维空间那请问透视物体就是看到四维空间吗
人是3维动物。我们是不能直接地理解并看到四维空间,但是多维空间是确实存在的。你讲的透视物体仍是三维空间。我们无法察知四维空间的这种感觉,就好比假设有一个二维动物,在它的世界观中只能认知到xy平面的运动,而感受不到z轴(可以视为高度)的变化,即使把它放置于不同高度的环境中,它也不能认识到这个次元的变化。同样的,对于我们3维动物来说,我们能够认知到这个2维动物所无法认识到的3维空间,但是对于4维空间我们是不能直接感受到的。四维空间也不能够被单纯地定义为时间等等概念,只能说这种说法是一种抽象的概念。
举两个有名的例子,一是莫比乌斯带:
(图是百度的)
可以把这个小人想象成一只蚂蚁。如果要一只蚂蚁,在一张普通的纸带上爬行,不绕过纸的边缘如何让它从正面走到反面?如图,在莫比乌斯带上,蚂蚁持续在纸带的一面爬行,但是可以不绕过纸的边缘从纸带的正面连接到了反面。具体说明可以看百度百科。而把这根纸带从中剪开,又会成为一个没有打结旋转的长纸带。像这样,在二维空间不能解决的问题在三维空间就能解决。如果在三维空间也能够做到这样的莫比乌斯带,那四维空间就能被观察到,当然现实中是无法实现的。
另一个有趣的例子是克莱因瓶:
这里引用百科:
我们可以把克莱因瓶放在四维空间中理解:克莱因瓶是一个在四维空间中才可能真正表现出来的曲面。如果我们一定要把它表现在我们生活的三维空间中,我们只好将就点,把它表现得似乎是自己和自己相交一样。克莱因瓶的瓶颈是穿过了第四维空间再和瓶底圈连起来的,并不穿过瓶壁。用扭结来打比方,如果把它看作平面上的曲线的话,那么它似乎自身相交,再一看似乎又断成了三截。但其实很容易明白,这个图形其实是三维空间中的曲线。它并不和自己相交,而是连续不断的一条曲线。在平面上一条曲线自然做不到这样,但是如果有第三维的话,它就可以穿过第三维来避开和自己相交。只是因为我们要把它画在二维平面上时,只好将就一点,把它画成相交或者断裂了的样子。克莱因瓶也一样,我们可以把它理解成处于四维空间中的曲面。在我们这个三维空间中,即使是最高明的能工巧匠,也不得不把它做成自身相交的模样;就好像最高明的画家,在纸上画扭结的时候也不得不把它们画成自身相交的模样。有趣的是,如果把克莱因瓶沿着它的对称线切下去,竟会得到两个莫比乌斯环。
在三维空间中我们是无法制造出这个瓶子的。为何说这个瓶子的容积是无限大,是因为瓶子通向的是我们所无法认识到的四维空间,而在四维空间中这个瓶子是有容积的。
多维空间是个很有趣的学问。以上除了引用段纯手打!望采纳哟!
真正的克莱因瓶是怎样的,真的到目前为止做不出来吗
克莱因瓶:
在数学领域中,克莱因瓶(Klein Bottle)是指一种无定向性的平面,比如2维平面,就没有“内部”和“外部”之分。克莱因瓶最初的概念是由德国数学家菲利克斯·克莱因提出的。克莱因瓶和莫比乌斯带非常相像。克莱因瓶的结构非常简单,一个瓶子底部有一个洞,现在延长瓶子的颈部,并且扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接。和我们平时用来喝水的杯子不一样,这个物体没有“边”,它的表面不会终结。它也不类似于气球 ,一只苍蝇可以从瓶子的内部直接飞到外部而不用穿过表面(所以说它没有内外部之分)。
真正的克莱因瓶是怎样的,真的到目前为止做不出来吗?在数学上,克莱因瓶是一个不可定向的二维紧致流形,而球面或轮胎面是可定向的二维紧致流型。如果观察克莱因瓶的图片,有一点似乎令人困惑——克莱因瓶的瓶颈和瓶身是相交的,换句话说,瓶颈上的某些点和瓶壁上的某些点占据了三维空间中的同一个位置。但是事实却非如此。
事实是:克莱因瓶是一个在四维空间中才可能真正表现出来的曲面,如果我们一定要把它表现在我们生活的三维空间中,我们只好将就点,只好把它表现得似乎是自己和自己相交一样。事实上,克莱因瓶的瓶颈是穿过了第四维空间再和瓶底圈连起来的,并不穿过瓶壁。用扭结来打比方。如果把它看作平面上的曲线的话,那么它似乎自身相交,再一看似乎又断成了三截。
但其实很容易明白,这个图形其实是三维空间中的曲线,它并不和自己相交,而且是连续不断的一条曲线。在平面上一条曲线自然做不到这样,但是如果有第三维的话,它就可以穿过第三维来避开和自己相交。只是因为我们要把它画在二维平面上时,只好将就一点,把它画成相交或者断裂了的样子。克莱因瓶也一样,这是一个事实上处于四维空间中的曲面。
在我们这个三维空间中,即使是最高明的能工巧匠,也不得不把它做成自身相交的模样;就好像最高明的画家,在纸上画扭结的时候也不得不把它们画成自身相交的模样。
克莱因瓶是什么样子的为什么说永远装不满
瓶子可能没有什么特别,所有瓶子都会有装满的时候,但是这仅仅存在于我们生活的三维空间。今天我们来了解一下克莱因瓶,一个永远装不满的瓶子。不要说克莱因瓶,就是连莫比乌斯环都是假的,莫比乌斯环做二维面的扭曲,理论上是没有厚度的,那怎么能在所谓的三维空间里制作出来?莫比乌斯环与克莱因瓶只是概念,不是所有的概念都能转化为现实,这类概念的真正意义是锻炼人类的思维深度,如果不能自控,研究者将毁于这种概念锻炼,我的判断是(不敢称为预言),人类如果如此不加节制的探究下去,最终将灭于疯狂。
你不脱离一个平面制作一个球体试试!那是根本不可能的,少了一个维度!最简单明了的就是克莱因瓶是4维的东西,而我们目前3维空间制造不出来。等等可能也可以举出很多很多的例子来,且不破坏物质原本的三维互垂特性。但这些维对物质世界、数学世界来说都是附着的关系,而不是数理的互垂且可计算关系。所以理解空间的多维的意义不只是解数学的高次方程,而是要自然地理解物质的世界。
你无法理解的话,你可以降低一个维度来理解,例如我们生活中经常看到这种手抓太阳效果的照片,其实,就是把三维的事物投影到二维空间的效果,我们生活的空间就是三维,而相机拍的照片是二维空间,我们把生活中的场景拍到照片里面,就会因为少了一个维度而产生片面的视觉效果。
首先,宇宙大自然有并且只有一个三维空间。其次,如果想用克莱因瓶来证明四维空间的存在,由于四维空间本身并不存在,这也就注定这样的瓶子仍然属于三维空间的产物。即然这个瓶子是三维空间的产物,那么人类也就一定造得出来。再次,如果克莱因瓶并个属于三维空间的产物,那样人类的确制造不出这个瓶子,但是由于超出三维空间的高维空间并个存在,那么这样的瓶子也就只能存在于人类某些个体的潜意识中。而实上这样的瓶子本身也不存在。
为什么克莱因瓶只能在四维空间里表现
因为四维空间多了两个方向。我们是上下左右前后6个方向,而四维空间是8个方向。它可以通过我们看不见的两个方向连接物体。四维空间的最高物体形态是由三维最高形态的“体”构成的。克莱因瓶已经超越了三维空间“体”的形态,所以只能在四维才能制作、看到。而我们看到的克莱因瓶,只是一个平面图,连投影图和全息图都不是。
克莱因瓶的原理是
克莱因瓶的原理是利用瓶颈通过弯曲穿过瓶子壁之后,瓶口直接和瓶的底部连接在一起,从而使这种瓶子没有内部与外部之分,成为了一种无定向性的平面,所以永远也装不满。在数学领域,克莱因瓶是指一种无定向性的平面,如二维平面一样没有“内部”和“外部”之分。
克莱因瓶是一个在四维空间中才能真正表现出来的曲面,也就是说克莱因瓶的瓶颈是先穿过了第四维空间然后才和瓶底圈相连的,并不穿过瓶壁。
克莱因瓶的发明来源。
在1882年,著名数学家菲利克斯·克莱因发现了后来以他的名字命名的著名“瓶子”。这是一个像球面那样封闭的,也就是说没有边的曲面。克莱因瓶的结构主要表现为,一个瓶子的底部有一个洞,延长瓶子的颈部,并扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接,这个物体没有“边”,它的表面不会终结。
但是它却只有一个面。克莱因瓶的确就像是一个瓶子,但是它没有瓶底,它的瓶颈被拉长,然后似乎是穿过了瓶壁,最后瓶颈和瓶底圈连在了一起。如果瓶颈不穿过瓶壁而从另一边和瓶底圈相连的话,就会得到一个环面,这也就是著名的克莱因瓶。
以上内容参考 科普中国——古怪的曲面—克莱因瓶
你知道克莱因瓶是什么吗为什么说三维空间里无法造出真正的克莱因瓶呢
在克莱因瓶出现之前,我们对瓶子的理解是分内外的,但克莱因瓶并没有内外之分,物体可以不通过瓶子表面而进入内部。真正的克莱因瓶不能在三维空间中制作的原因是,如果你想连接莫比乌斯带的边缘,你必须穿过曲面。数学家费利克斯·克莱因提出的克莱因瓶曾经让人们大吃一惊。这是从一个二维环状结构发展而来的,我们称之为莫比乌斯带。要知道这种结构只有一面,因为没有正负之分,所以经常用在动力机械上,可以很好的减少磨损。
一、两条莫比乌斯带,通过连接它们的边缘而得到的封闭结构,我们称之为克莱因瓶,可以存在于更高维度的空间中,而三维空间根本不可能存在。最初科学家提出后,很多人对克莱因瓶很感兴趣,创造了一些仿克莱因瓶。其实它们和真正的克莱恩瓶还是有差距的。科学家认为,只有在更高维度的空间中,才能避免穿越莫比乌斯带的表面,从而将它们连接起来,创造出克莱因瓶。三维空间要穿过莫比乌斯带的表面,无论人们有多少种思考方式,都不可能创造出克莱因瓶。
二、人们的想象力推动了文明的发展。人类之所以能取得更快的发展,是因为善于创造。人们可以从已知的现象中进一步想象不存在的事物。虽然在现在的空间无法实现,但在高维空间实现的可能性很大。人类的想象力不受空间维度的限制,反而超越空间维度去想象那些东西,也许有一天能够揭开更多的奥秘。
三、这个封闭的结构就是克莱因瓶,实际上是莫比乌斯带在更高维度的展开。这是否意味着我们可以制造克莱因瓶,答案是否定的,因为在我们的三维空间里,不可能做出真正的克莱因瓶。为什么三维空间做不出真正的克莱因瓶,克莱恩瓶的概念提出后,很多人对这种内外不分的瓶子产生了浓厚的兴趣。根据它的原理,人们还制作了一种像样的仿克莱恩瓶,比如下图的瓶子。