降维打击到底有多可怕?次元背后有什么秘密?

降维打击到底有多可怕?次元背后有什么秘密?

小说《三体》中有这样一个概念,降维打击会让周围的高维空间降到低维,比如让一个三维空间中的物体直接变成二维平面中的形状。降维打击到底有多可怕?如何从数学角度解释这个概念?维度是什么?

维数在数学上是指独立参数的个数,而在物理学领域是指独立时空坐标的个数。零维是一个无穷小的点,因为它是一条无限长的线,所以它开始有了长度,二维增加了宽度的概念,是一个由长和宽组成的平面,三维是二维加高形成一个体积,以此类推。然而,维度变化的后果很难预测。按照小说中的设定,随着维度的降低,物体本身的微观粒子之间的相互作用会发生变化,物体的分子将无法维持现有的稳定状态,进而解体。

在计算机中,降维是先将单个图像数据转化为高维空间中的一组数据,然后进行非线性降维的操作,这样我们就可以从数据中找到图像数据的特征表达向量,大大降低了计算的复杂度。但在日常生活中,降级的概念被扩展到了更多的领域,更多的是用来形容拥有高端技术的群体直接进入低端领域,对后者形成了毁灭性的打击。

比如在商业领域,原游戏霸主任天堂在同类游戏机商家中是佼佼者,但面对腾讯的网游却毫无优势,因为腾讯直接去掉了硬件这个必要条件,把维度提升了一个层次。那么如何理解数学界的维数和降维概念呢?这要从一个数学工具笛卡儿平面说起,即由X轴和Y轴组成的直角坐标系。笛卡尔是一个典型的二维空间,其中大部分图形都可以用公式来表示。如果加上一个坐标轴和Z轴,这个坐标系就变成了三维坐标系,可以用来描述三维图形。

比如x的平方加上y的平方加上z的平方等于一,代表一个半径为一的球体,其中每个点都必须由三个坐标* * *,那么再加一个坐标轴呢?理论上,这样的坐标轴可以用来描述四维空间中的物体。比如,如果X的平方加上Y的平方加上Z的平方加上P的平方等于一,就可能代表一个四维球。虽然人类没有表达他的能力,但是没有逻辑错误。人类没有感知四维空间的器官,就像盲人永远感觉不到颜色一样。我们对四维空间的理解只能依靠想象,但想象只是一个具体的概念,我们无法触及,只能根据它的一些特征来判断。

举个例子,四维世界中的一个物体叫做超体,一个边长为一的超立方体,它的表面积用体积单位来描述,体积单位是八立方米。我们很难想象这个物体,但我们可以肯定它有这样一个特征。根据弦理论的预言,太空中永远有11个维度,而我们人类只探索了5个维度,宇宙的奥秘,还有很多未知的领域等着我们去探索。