真實世界有0維 1維 2維的例項嗎?

時間 2021-06-06 20:55:22

1樓:Chen Shen

真實的世界中先驗的維度我無法回答。維度是自然科學用以描述真實世界的模型中的乙個工具。

標準模型和廣義相對論中,現實的世界被乙個四維時空的模型所描述,在這個模型中的兩個要素為相互作用和組成物件的基本單元。基本的單元為零維點粒子,而相互作用發生在這些點粒子之間。基本單元和相互作用以物理量來描述,例如能量,座標,電荷等等。

物件間的相互作用是其中所有點粒子間相互作用的綜合。

真實世界中的乙個物體在這個模型中被點粒子的集合所描述,這個物體和別的物件中的發生相互作用之後的現象也可以用這個點粒子集合所描述。但這個點粒子的集合並不是真實的物體,只是描述這個物體的乙個模型。現實中的測量行為在這個模型中被描述為用乙個物件和另乙個物件發生相互作用,相互作用之前和之後物理量的變化。

用0維點,1維線,2維面還是3維體來描述現實的物體,取決於需要觀察和測量的物理量和相對尺度。

我們所說的標準模型中的0維點粒子,並不代表這些基本粒子沒有體積。人們尚無法觀察到基本粒子的結構和尺寸。事實上由於不確定原理,人們尚無法對小於蒲朗克尺度的物質進行觀察和測量。

人們測量到基本粒子的能量。由於基本粒子在人類的觀察尺度下是很小的,基本粒子的結構在人們所希望的精確度上,並不影響對原子核的結構和性質的描述,因此人們用乙個0維無體積的點模型來描述這些物件。但因為人們希望描述的是原子核結構,因此原子核就被乙個有半徑的三維的體所描述。

但當描述氫原子電子雲結構的時候,由於原子核和電子的尺度相對乙個原子的尺度是很小的,在人們所希望的精確度上並不影響對原子電子雲結構的描述,因此原子核和電子就被描述為0維點。

聚乙烯分子時常被稱為1維線性高分子。並不代表聚乙烯沒有粗細。只是因為相對其長度方向上的尺度,其粗細的尺度很小,並且在人們所希望的精確度上並不影響對某些性質的描述,因此就被乙個一維的線模型所描述。

人們說石墨烯是二維的,是因為人們用乙個二維平面點陣的模型描述石墨烯。事實上石墨烯還是有厚度的,但是在人們所希望的精確度上,厚度並不影響對人們所關心的xy平面上電學性質的描述,因此就被簡化為乙個二維的面模型。

2樓:

Graphene, 中文名應該是石墨烯,真實世界的活體2-D。這貨背後有很多神奇的故事,自行點選欣賞。

另附送怎麼玩兒這玩意兒。

Two-Dimensional Carbon Compounds Derived from Graphyne with Chemical Properties Superior to Those of Graphene : Scientific Reports : Nature Publishing Group

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