有一种东西,我们都听说过,幻想过,也见过幻想后的样子,但唯独不能在真实的世界里看到和感知到它。
这个东西就是四维空间,一种基于现有时空而推导出来的空间。
只可惜多年来一直在想,但穷尽一切也不知道四维空间究竟是什么样的。
下面,咱们就来简要的看看,多年来人们设想过什么。
莱恩·葛林是来自哥伦比亚大学的一位物理学教授,他在去年针对四维空间提出了一种相对简单的解释方法。
长久以来,围绕四维空间的解释,科学界和社会之间其实是存在很大偏差的。
科学家们围绕四维空间的解释过于高深和晦涩,大众要么根本理解不了,要么理解的方向就是错的。
而大众对四维空间的理解,想象的成分居多,有很多从根本上就是错误的。
这种认知上的误差,实际上使得全世界对于四维空间的概念和存在,在探索和理解上都出现了停滞。
这位来自大学的物理学家,针对四维空间,试图用最简单的方法,让人们轻易理解四维空间究竟是什么。
对于空间的理解,人类是直接借助感官来完成的,但四维空间我们无法感知到,在感官失效的情况下,光凭想象很难认知它的状态。
葛林提出一种解释方法,他把四维空间解释为被卷起来的软管。
这种长长的软管远看像一条线,因为无法看到它的内部,也无法从两端看到软管的横切面。
但如果拉近距离看,或者是借助望远镜去看,软管就从线变成了管子,而且还能从两端,清晰看到它的圆形横切面,在管子的其他区域,也能看到它的环形结构。
葛林用软管的例子告诉人们,空间既可以放大也可以缩小,大到能直接看出来,小到也能让我们难以察觉。
同样,如果回到宇宙时空本身,我们之所以能感受到三维空间的存在,是因为它够大,可以让人们直接看到。
但如果是四维时空,就像软管卷曲起来,我们就根本看不到了。
葛林给出的解释是,或许我们的周围就有卷曲起来的时空,只不过人们难以用肉眼直接看到。
或许这些卷曲起来的时空,就是人们概念中的四维空间。
这种解释本身也说不上对错,因为迄今为止谁都没有真正见过四维空间,所以无论是解释还是幻想,最终都无法证实。
那么,多年来围绕四维空间,人们还幻想过哪种形式,这就需要先从最基本的维度说起。
维度是什么
我们生活在三维空间,前后、左右、上下三个方向都能延伸。
那么维度,就可以理解成在一个系统中,所有物体可以运动的方向。
比如你站在马路上,向前走或者向后退,这可看作是一个维度;上下跳跃是另一个维度;你在左右之间走动,又是一个维度。
就好比你在纸上画一个立体图形,图形有长度、宽度和高度,但再不会有其他可延伸的方向。
所以根据这种现象,很早之前的古人,也明白人类生活在一个三维空间里。
你可以这样去理解,整个三维空间就是一个庞大的系统,我们身处其中并且受到它的约束。
既然存在三维,肯定就有低一维度的空间,即二维空间。
它的理解难度还不大,因为二维只有两个方向,就像一个立方体没有高度。
所以,二维也就是人们通常所理解的平面。
一幅画中的场景,一张设计地图,或者是一个二维码,这些平面场景,都是二维。
这里需要指出的是,一张纸虽然也是平面,但它实际上还是三维空间的产物。
只有局限在这张纸上的东西,只能前后左右存在,而不能上下方向移动,这才可以看作是二维空间。
所以从这个角度去看,事实上的二维空间,大概率是不会存在任何生命体的。
但多年来人们还在幻想着,或许存在某种二维空间的生物。
这样的生命体只能感知到两个维度,好比一幅画上的人物活了过来,但是它走不出那个平面区域。
有人进一步幻想,或许作为三维空间里的人,可以轻易的将二维空间里的生命体弄出来。
可从理论上说,作为平面体,如果真有这样的生命体,来到三维空间里就什么都看不到。
通俗一点说,它只是一个绝对的平面,没有任何厚度,又怎么能够看到其他三维空间或者是二维空间的同类呢。
就相当于你站在一幅画的侧面,接下来看到的是三维空间里纸的边缘线条,实际从绝对平面的角度出发,根本看到纸上的画。
既然有二维空间,肯定就会有一维空间了。
一维空间更好理解,就是一根线条,一根没有平面也没有立体的线条。
这跟线条,也不是常规意义下,你在纸上画的线条,因为从理论上来说,它是一个只有前后的世界。
有一维自然也就有零维,你可以将其理解成一个点,一个泛化了的不存在的位置。
零维没有空间,就像是初始之地。
比如宇宙大爆炸之前,宇宙时空不复存在,就可以将其理解成是零维。
当然,这种理解也仅仅现在的我们,在三维空间里的推导理解。
了解了三维以下的空间,哪怕仅仅从推导的角度去看,四维空间也是存在的。
而且有意思的地方在于,比三维低的维度空间,我们都可以看到。
所以按照这一逻辑,四维空间里如果有生命体,他们也应该能轻而易举的看到我们。
人们经常说的降维打击,就可以理解成高一维度的生命体,对低一维度时空的一切,拥有触手可及的能力。
那么,四维空间究竟是一种怎样的存在呢?
围绕四维时空的想象
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