思考有时候是很有乐趣的,特别是你发现解开一个问题的同时,同样的思路能把其他一连串问题也解决了。从特殊的情况推广出一个通用的原则,可是不小的本事,也是相当不容易的一件事。它需要一些洞察力,想象力和把看起来不相关的东西扯到一起的本领。尤其在抽象的问题上,当直觉开始显得吃力的时候,这种推而广之的方式可能会打开从显见通往深奥的道路。柯赫同学诡异的雪花曲线,它怎么会和芝诺的乌龟拉上关系,它俩又如何都能用极限的定义来认识?洞察这一切联系带来的乐趣,大概就像长期忍受便秘之苦终于畅通无阻的快感吧。
这样的乐趣可不能让老书虫们给垄断了,精彩的思想不等于复杂艰涩哈。凭着常识和逻辑,也能解开反常识的问题。比如,这个四维盒子的展开图。
四维盒子?长啥样啊?呵呵,我也没见过——估计地球人都没见过。我想问的是,它拆开来以后是个啥样。大家都见过被拆开压平的纸箱,从一个三维的立方体变成了一串连在一起的二维正方形。那么,四维的盒子拆开以后,我们就能在三维的空间中看到它。你有兴趣来告诉我,你会看见什么吗?想一分钟,再往下看,好不好?
让我们来做个推而广之的思想实验,从日常生活中人人都看得见的三维盒子开始。要得到一个立方体,需要六个面。这六个面是什么关系呢?
我们观察一个正方形,把它叫做“A”。A是一个二维的物体,让它沿着第三维平移到A’处,它所经过的就是一个三维的空间。把这个空间封闭起来,就成了一个盒子。那么封闭需要几个面呢?观察上面左图,因为A和A’两条相互平行的边之间要一个面来封(叫做“B”),A有四条边,所以一共需要四个B。哇哈,一个起始面,一个截止面,四个封闭面,这就是一个立方体。
把标注过的三维盒子拆开,我们可以见到这样的平面图:起始的A各条边都和一个B相连,截止的A’“挂”在这个对称图形的任意一个B上。
好了,可以开始联想了。三维物体是用二维物体封闭起一段空间,那么四维物体就是用三维物体来封闭四维空间。所以四维盒子的各个“面”应该是立方体。剩下的问题是我们需要几个立方体,怎样组合?
如果在假想的第四维上平移,我们需要一个起始立方体A,一个截止立方体A’,以及若干用于封闭的立方体B。在A和A’两个相互平行的面之间需要一个B,A有六个面,所以总共要六个B。看看上面的盒子展开图,四维盒子就不难拆开了:一个A在中央,各面粘上一个B,在这个对称物体的任意一个B上粘个A’,就成了!
怎么样,和你想的一样吗?整个思路并不复杂。就像三维盒子可以有不同形式的展开图,这个答案不是唯一的。其它的情况对想象力的挑战更大,你有兴趣做个不同的展开图不?下次你去高维度大集合星球旅游,别忘了带上这个纸箱皮,帮我验证一下是不是可以折成个四维的盒子。多谢多谢:D





































话说一直没搞清楚“展开”到底是个什么概念。。。
球的展开,可不可以这样理解,一维的线绕一个点(奇点?哈)旋转即可成面,二维的面绕一条线旋转即可成体,那三维的体绕一个面做某种Alulu的脑袋搞不清楚的运动,是不是就成四维的了呢?然后拿任意一个四维的玩意反演回去,是不是就算展开了?
有点晕
球面和立方体的面不一样,球面是曲面,不可能展开到一个平面上
这个展开并不是四维的展开,而是四维体的边界的展开,N 维体的边界是N-1维的,所以可以展开,也就“搞平”,其实不搞平也是N-1维的,比如一张白纸折两折或卷成筒还是二维。
完全还是三维嘛,三个线性维度,你的那个思路是什么回事
有谁能详细解说:一种智力玩具?
共27个小四方块,组合成一个三维体,外面的26个小四方块可以围绕着中间一个转动.每面可以看到9个,每个小方块的外面有不同颜色的ABCDEFG字样或者是数字123456789有规律的排放的.
当转动之后原来 有规律排列的字母或数字就变得杂乱无章了!
有没有谁知道该怎么转动使之从杂乱无章变成之前的有规律排列?
我家儿子问我,有五维的吗?有六维的吗?真恨自己没多读几年书.
hoho,更有趣的是lz最后作的那个东西,现在看来是完全不能折的,但是拿到4维空间里面就可以在完全不破坏的情况下在第4维上折叠起来,真是有点让人跃跃欲试啊!!!
....你这个是不是有点太抽象了啊?
我怎么就看不懂呢?
一群疯子,说了半天什么~~~~
额这个问题,我们好像讨论过
“mas 在 2008.07.08 09:07, 说:
用数学归纳法容易得到,N维的盒子是由2N个N-1维的“盒子”围成的。”
mas的观点和我一样 不过这个是没有考虑单边维度的情况
我不认为那是四维盒子的展开图,那只是三维盒子展开图的一个简单“类比”。至于真正的四维展开是什么形象,我想答案大可能是:不知道。因为60亿人谁也没见过四维到底是什么样子的。
我认为这种说法是错误的
拿三维立方体说,如果A在它所在的平面移动,是不能得到三维立方体的
同样,在得四维的立方体展开图的过程中,我们也不能将它在它所在的平面内移动
因此这个展开图是错误的
抱歉,说错了
第三行应为“同样,在得四维的立方体展开图的过程中,我们也不能将A在它所在的空间内移动”
用这种方法证明N维的存在我认为其实不太科学。因为当你平移的时候,就已经默认了这个维度的存在吧。个人意见
人的直觉只能限于3维或4维(电影),几何和代数解析可相互转换,(最基础的是解析几何)。所以超维的数学问题只有用抽象的解析法完成。
许多纯数学的东西一开始无实用,比如爱因斯坦的广义相对论早构思成熟,但缺少一个数学模型。后在科友中得知黎曼早有非欧几何的数学模型,广义相对论的基石:宇宙是弯曲的、也解释了万有引力的来源。
第四维的展开图完全可以理解………………
(注意,这里不要说时间是四维的)