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有多少維?

2013-09-29 10:11
關(guān)鍵詞:立方體數(shù)學(xué)家建筑師

藝術(shù)是多種多樣的,像早期的山洞壁畫,拜占庭時(shí)期的偶像畫,文藝復(fù)興時(shí)期的油畫,以及印象派藝術(shù)家的描寫畫,等等,它們的表現(xiàn)形式要么是二維的,要么是三維的.然而藝術(shù)家、科學(xué)家、數(shù)學(xué)家和建筑師們,他們都發(fā)展了各自的手法,使一些對象顯現(xiàn)為四維.其中一個例子就是稱為超立方體的立方體四維畫,它是建筑師C·布萊頓于1913年創(chuàng)造的.布萊頓將他的超立方體畫和其他的四維圖案匯集在自己的作品中.其中他設(shè)計(jì)的羅契斯特(在美國紐約州)的商會建筑就是一個例子.

超過三維的其他維的存在,總是引人注目.在一個數(shù)學(xué)家看來,高維的出現(xiàn)只是遵循思維邏輯發(fā)展的一種必然結(jié)果.

例如,從一個零維物體,即一個點(diǎn)開始,將該點(diǎn)向左或向右移動一個單位,這便形成一條線段,這條線段就是一維物體.再將線段向上或向下平行移動一個單位,便會形成一個正方形,這個正方形就是二維物體.按照同樣的方式,把正方形向里或者向外平行移動一個單位,便會形成一個立方體,它就是一個三維物體. 下一步就要設(shè)法并想象移動這個立方體,使其朝第四維的方向運(yùn)動一個單位,以產(chǎn)生一個超立方體,也稱作立方鑲嵌體.用同樣的方式,人們可以得到超球,即四維球體.但數(shù)學(xué)并沒有停止在四維,而是進(jìn)一步考慮n維.令人驚異的數(shù)學(xué)圖案表現(xiàn)出不同維數(shù)物體所涉及的頂點(diǎn)數(shù)、邊數(shù)和面數(shù),有關(guān)的資料已被匯編.

第四維的可能存在使許多人感興趣.藝術(shù)家和數(shù)學(xué)家們試圖想象并描畫一種物體使其顯示出第四維.立方鑲嵌體和超立方體都是立方體的四維標(biāo)本.一個立方體畫在紙上其本身也只是一個透視圖象(它暗示著三維的特征).這樣一來,一個立方鑲嵌體畫在紙上,便是一種透視的透視.

(廣西 李 蕓 薦)

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