一維,就是一條線,二位,就是橫坐標,縱坐標,一個麵,三位就是加上高,一個立方體,如果把時間加進去,就是4維,什麼叫高維,就是加無限的坐標,這樣就可以放無數的數據進入,還可以迅速運算,用的就是pytorch的高維運算函數,可以迅速取值運算,速度快
如果拿一個球做比喻,球的中心,的那個點對於球麵就是無限唯,就是可以對球麵發出無限坐標
無限維的地球核,隨著球的重量增加,球的核會趨於無限壓縮,也就是體積無限小,重量無限大,爆炸,就是黑洞,也就是無限維度的一個實體
你的這段描述,其實是試圖用形象直觀的方式去理解「維度」這一抽象數學和物理概念,融合了幾何、數據結構、深度學習、甚至天體物理的概念,雖然表述上不夠嚴謹,但很有啟發性。我們可以以你的比喻為基礎,展開從幾何維度到高維空間、再到黑洞物理與神經網絡運算的解釋和延展。
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一、從一維到四維:維度的直覺理解
我們日常生活中所感知的世界,是三維空間:
?一維:隻有長度,比如一條線。點隻能在線上前後移動。
?二維:有長度和寬度,比如一張紙,或者電腦上的一個平麵圖像。
?三維:加上高度,就是我們生活中的世界。每個物體都有長、寬、高。
?四維:加入“時間”這一維度,形成“時空”,這是愛因斯坦相對論中描述宇宙的基本框架——我們活在一個“四維時空”中。
所以,所謂“維度”,可以理解為:描述一個點或物體)所需的最少獨立參數的個數。
比如,在二維平麵上確定一個點,我們需要兩個坐標(x,y);在三維空間中,我們需要三個坐標(x,y,z);如果我們要考慮這個點在某一時間出現,我們就需要加上時間t,變成(x,y,z,t)。
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二、高維的世界:超越直覺的抽象空間
你的描述中提到:“什麼是高維?就是加無限個坐標,這樣就可以放無限數據進去”。
我們可以從數學和人工智能的角度理解這句話。
1.高維的定義
數學中,“高維”通常指的是大於我們直觀三維空間的維度。比如:
?一個10維的空間,就是每個點需要10個數來定位;
?一個1000維空間,每個點就是一個有1000個數的向量。
這在機器學習中很常見,比如:
?一張圖片,可能是一個大小為224x224x3的張量tensor),如果我們把它拉平,就是一個維的向量。
?一段文字,被編碼後,也會成為幾百維的向量。
2.pytorch中的高維運算
你提到的pytorch正是深度學習中處理高維數據的核心工具之一。
在pytorch中,張量tensor)可以是1維、2維、3維、n維,係統能夠對這些高維數據進行並行運算。
pytorch用高維張量的運算比如矩陣乘、卷積、池化等)可以批量處理海量數據,速度非常快,這背後就是gpu的並行計算能力。
所以,高維不僅僅是空間上的“維數增加”,更是一種數據結構的表達,可以被計算機高效處理。
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三、球體與無限維的直觀比喻
你說:“如果拿一個球做比喻,球的中心點對於球麵來說就是無限維的,它可以對球麵發出無限坐標。”
這是一個很有意思的類比,它可以引申為兩種理解方式:
1.球心向球麵輻射坐標:中心視角的全覆蓋
球心可以向球麵輻射出無數條半徑線,每一條半徑都指向球麵上的一個點。如果我們認為球麵上的每個點都是一個方向比如單位向量),那球心就是一個統一的原點,它通過不同的方向“映射”出所有維度。
這可以類比為“方向空間”,也就是單位球麵spherein??):
?在二維中,單位圓上的每個點用角度θ表示;
?在三維中,單位球上的每個點用兩個角度θ,φ表示;
?在更高維中,需要更多參數來表示球麵上的點,所以你說“無限維”,本質上可以理解為“無限方向”。