пространство, имеющее число измерений (
Размерность) более трёх. Обычное евклидово
пространство, изучаемое в элементарной геометрии, трёхмерно; плоскости - двумерны, прямые - одномерны. Возникновение понятия М. п. связано с процессом обобщения самого предмета геометрии. В основе этого процесса лежит открытие отношений и форм, сходных с пространственными, для многочисленных классов математических объектов (зачастую не имеющих геометрического характера). В ходе этого процесса постепенно выкристаллизовалась идея абстрактного математического пространства (См.
Пространство) как системы элементов любой природы, между которыми установлены отношения, сходные с теми или иными важными отношениями между точками обычного пространства. Наиболее общее выражение эта идея нашла в таких понятиях, как
Топологическое пространство и, в частности,
Метрическое пространство.
Простейшими М. п. являются
n-мерные евклидовы пространства (См.
Евклидово пространство)
, где
n может быть любым натуральным числом. Подобно тому, как положение точки обычного евклидова пространства определяется заданием трёх её прямоугольных координат, "точка"
n-мерного евклидова пространства задаётся
n "координатами"
x1, x2, ..., xn (которые могут принимать любые действительные значения); расстояние ρ между двумя точками
M(
x1, x2, ..., xn) и
М'(
у1, y2, ..., yn) определяется формулой
аналогичной формуле расстояния между двумя точками обычного евклидова пространства. С сохранением такой же аналогии обобщаются на случай n-мерного пространства и другие геометрические понятия. Так, в М. п. рассматриваются не только двумерные плоскости, но и k-мерные плоскости (k < n), которые, как и в обычном евклидовом пространстве, определяются линейными уравнениями (или системами таких уравнений).
Понятие n-мерного евклидова пространства имеет важные применения в теории функций многих переменных, позволяя трактовать функцию n переменных как функцию точки этого пространства и тем самым применять геометрические представления и методы к изучению функций любого числа переменных (а не только одного, двух или трёх). Это и было главным стимулом к оформлению понятия n-мерного евклидова пространства.
Важную роль играют и другие М. п. Так, при изложении физического принципа относительности пользуются четырёхмерным пространством, элементами которого являются т. н. "мировые точки". При этом в понятии "мировой точки" (в отличие от точки обычного пространства) объединяется определённое положение в пространстве с определённым положением во времени (поэтому "мировые точки" и задаются четырьмя координатами вместо трёх). Квадратом "расстояния" между "мировыми точками" М'(х', y', z', t') и М''(х'', y'', z'', t'') (где первые три "координаты" - пространственные, а четвёртая - временная) естественно считать здесь выражение
(M' M'')2 = (x' - x'')2 + (y' - y'')2 + (z' - z'')2 - c2(t' - t'')2,
где с - скорость света. Отрицательность последнего члена делает это пространство "псевдоевклидовым".
Вообще n-мерным пространством называется топологическое пространство, которое в каждой своей точке имеет размерность n. В наиболее важных случаях это означает, что каждая точка обладает окрестностью, гомеоморфной открытому шару n-мерного евклидова пространства.
Подробнее о развитии понятия М. п., геометрии М. п., а также лит. см. в ст.
Геометрия.