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德國數(shù)學家認為四維空間的確存在,人類進入四維空間會變成什么?

 激揚文字 2021-10-23

綜述

對于世界是什么,人類從擁有了思想以來,就一直在思考這個問題。在遠古時期,由于對于世界的認知不夠,人們往往都會將世界的變化歸根于是神明的所言所行,他們將腦海中的神明奉為圖騰或者是信仰,對其祭祀,祈求福報和風雨。

文藝復興以后,科學的觀念成為了人們看待問題的方式,這些人試圖用物質(zhì)和科學的辦法來解釋世界,比如地球的誕生,恒星的誕生以及宇宙的誕生,比如包括人類在內(nèi)的一切物質(zhì)都是由分子、離子和原子組成,又比如生命的誕生、發(fā)展與改造。

我們所看到的,聽到的,聞到的,觸碰到的,其實都是世界,而科學家認為,人類目前是生活在三維空間之中,也就是我們眼里物體的長寬高,而四維空間又是什么樣子的呢?

四維空間

在說四維空間之前,我們先來簡單討論一下其他的維度空間。一般而言,最開始的應(yīng)該是零維,但它只是一個維度,并不能說是空間,因為它沒有方向,沒有發(fā)散的范圍,更多只是存在于物理概念。

根據(jù)宇宙大爆炸的說法,宇宙一開始其實就是一個零維,所有的時間和空間都被集中在這一個點里面,根本無法表現(xiàn)出來。

直到大爆炸的發(fā)生,零維被分為了科學家們所說的宇宙11維度,于是空間開始擴散,時間也自此運轉(zhuǎn)。如果人類進入零維,那將無法感受到一切的事物所在,甚至可能連自己都無法感覺到自己的存在。

理論上來講,一維空間就是最簡單的空間,是沒有建立坐標系的,由一條線里的點所組成的空間。在這里,它將只會存在長度,不斷向兩周延伸,而沒有面積和體積。

也就是說,如果人類進入一維空間,要么只能向前向后,要么是向左向右,又或者是向上向下,除了直線以外,無法改變方向,也無法轉(zhuǎn)彎。

二維空間是在一維的基礎(chǔ)上更加擴大,成為了一個平面,但也只擁有一個平面,即僅有寬度和高度的平面空間。這就像是學畫畫的美術(shù)生在一張紙上進行繪畫,上面就是平面。同時我們經(jīng)常所看的動畫片等,里面的一些角色也都相當于生存在二維空間。

三維空間就是我們生存的空間,是我們所能看見和感受到的世界,擁有著長寬高,由無數(shù)個二維空間組成,是立體的。

四維空間是科學家認為構(gòu)成我們真實世界的最低緯度,四維生物的眼里,我們?nèi)祟惪赡懿]有什么秘密存在,它們甚至可能擁有改變我們所在的規(guī)則的能力,或者正在我們的身邊觀察我們,只是人類并沒有觀測和感知到四維空間的存在,因此無法發(fā)現(xiàn)它們。

早在上個世紀的50年代,德國的一位非常著名的數(shù)學家波恩哈德·黎曼開創(chuàng)了新的數(shù)學理論,即黎曼幾何,愛因斯坦的廣義相對論也就是在這個理論的基礎(chǔ)上才能夠得到發(fā)展完善,黎曼同樣也是第一個提出了用四維和更高的維度來定義物理上的空間的人。

理論上來說,大多數(shù)的人都認為四維空間就是我們所能看見的三維空間加上一維的時間,然而也有人認為時間并不屬于維度,因此并不能算是四維空間的組成部分。

人進入四維空間

事實上,人類根本無法進入四維空間,我們的身體、大腦都只是一個三維空間的物體,就像是一位天生的盲人,別人告訴他紅色是什么顏色,綠色是什么顏色,然而他根本無法分清兩者的區(qū)別,因為他沒有見過。同樣的,人類也無法想象到四維空間是什么樣子的。

又比如說一個存在于一維空間中的人,那么他只能看見零維,也就是一個點,而在二維空間,這個人只能夠看見一維空間,就是一些沒有厚度的線條。

在三維空間,也就是我們真實的世界,其實我們看見的世界也不過是二維空間的平面,只是因為左右眼的不同視角和大腦的加工處理,才導致我們能夠看見相對立體的物體,但其實這不過就是一個三維物體的表面。

根據(jù)上面的說法,如果人類從三維世界來到四維,那么他將會發(fā)現(xiàn)從未發(fā)現(xiàn)的角度,能從無法想象到的視角觀察世界,他將看見一個真正的三維的畫面,比如一個物體的各個不同位置的面甚至是它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

由于本身的限制,處在低緯度的人是完全無法想象到高緯度的世界是什么樣子的,比如說一個生活在平面二維空間的人,他只能“看見”沒有厚度線條,完全無法想象得到第三維的堆疊。

比如告訴一個二維人,六個正方形能夠獲得一個立體的正方體,但是他們只能夠?qū)⑦@些正方形同時排列在同一個平面上,而無法做出一個正方體。

又比如說一個三維人告訴二維人,三維世界的一個蘋果就是由無數(shù)個二維的面組成,將這些面堆疊加起來就是一個三維的蘋果了,但二維人根本做不到想象一個除了x軸和y軸之外的軸線坐標。就像是我們一樣,我們也無法想象出四維的世界里除了xyz軸,還存在一個w軸。

如果一個三維的人進入二維世界,那么他動一下都可能從二維世界消失,而當二維世界的人來到三維世界,他們就會看見以前并沒有看到過的畫面——比如一個長方形的內(nèi)部,因為他們以往只能看見一條線。

因此我們可以想象一下,當人類進入四維空間,如果還存活的話,他可能會感受到世界發(fā)生了翻天覆地的變化——

他會發(fā)現(xiàn)光線變得黯淡,因為四維空間中的光線強度會因為空間的過大而衰減得更快,引力也因此而減弱他會發(fā)現(xiàn)自己仿佛失去了重力。周圍一切的物體都變得扭曲,如同一個被攤開的平面一樣,可以看見一個物體的各個面。

除了這些,他可能還會發(fā)現(xiàn)能看見自己養(yǎng)的寵物內(nèi)部的臟器跑到了外面,而它們?nèi)匀辉诨顫姷靥鴦?,它們并沒有死亡。甚至他還能看見自己的衣物變得破碎,看見自己體內(nèi)的物體,比如器官、流動的血液,以及上一頓吃進肚子里的食物。

這正是因為這個人從三維空間的跳脫出來,來到了四維空間,以一個非常全新的維度觀察到了世界,因此他所看見的物體變得與眾不同,變得扭曲詭異,它們本身并沒有發(fā)生變化,而是這人的視角發(fā)生了改變。

他成為了一個類似于“神”的存在,可以將一個物體的所有構(gòu)成洞悉眼底,了解一切事物的組成和演化。

結(jié)論

四維的世界到底是什么樣子的,其實科學家們并沒有一個準確的答案,可能只有當我們真正進入四維空間的時候,我們才能感知到這個神奇的世界。

甚至有一些物理學家認為,我們的世界并非是簡單的三維或者是思維,而是九維。然而這些都距離我們太遙遠了,只能等科學家們在長期的試驗和研究當中來慢慢證實這些神奇的理論了。

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