四维空间真的存在吗?如果人类进入四维空间会成为“神”吗?

宇宙时空探索 2024-01-08 14:23:20

简单回答:不知道。但我还有很多想说的。

如果非要给出一个确定答案的话,我的答案是否定的,也就是说,个人的观点:我们这个世界根本不存在四维空间,所谓的四维空间,都是人们想象出来的,严格来讲我们甚至连想象都无法想象出来,其实就是另一个世界的代名词。

另一个世界到底存不存在?是什么样子?谁也无法证明,更谈不上进入四维空间或另一个世界了。

但无论如何,我还是会以目前对空间维度的定义尽可能诠释四维空间。

首先,我们生活在三维空间,准确地讲是四维时空,因为空间和时间必须同时存在,否则单独讨论空间就没有任何意义。这也是为什么会有人认为时间就是第四个空间维度,毕竟时间和空间是不可分割的整体,两者就像是一个东西的两个属性。

不过,多数人并不认同时间就是第四个空间维度,严格把时间和空间分开来看。因此,这里暂且先不讨论时间这个维度,单独讨论空间维度。

所谓的三维空间中的三维,通俗来讲就是长宽高,用数轴来表示就是XYZ轴。正是因为这三个维度,世界万物才会给人一种立体的感觉。

那么,传说中的第四个维度到底在哪里呢?

简单说,第四个维度只是数学概念的虚幻概念,或者说存在我们的幻想里,甚至不管如何想象,我们都无法知道第四个维度到底在哪里,因为任何维度的差异都是难以逾越的鸿沟,可能第四个维度就在你我身边,但无论如何我们都感知不到。

那么,数学范畴里,是如何描述四维空间的呢?

理论上很简单,零维就是一个点,这个点没有体积没有大小,科学家们认为宇宙大爆炸瞬间的奇点就是零维的点,同样没有体积和大小。这样的奇点根本不属于我们的世界,而属于“超时空”,这也是为什么如今我们熟知的大自然法则,在奇点面前全部失效的原因所在。

而一维就是由无数个零维的点组成的一条线,一维只有长度,没有宽度和高度,没有面积当然也没有体积。

一维看起来很简单,但同样难以理解,因为现实中并不存在任何一维的东西。在我们的三维世界里,即便是非常微小的电子也是有大小和体积的。

二维就是一个面,由两条线垂直相交形成的一个面,这个面有长度和宽度,但没有厚度,因此二维有面积,但没有体积。

现实中有任何二维的东西存在吗?并没有。正如刚才所讲,哪怕是微小如电子的微观粒子,也是有大小和体积的。

网络上有人经常会把蚂蚁比作二维生物,但我们需要明白一点,这只是比喻,连电子都是三维的东西,更不要说蚂蚁了。

当然,蚂蚁的思维可能是“二维”的,也就是说,对于蚂蚁来讲,可能只有前后左右的概念,并没有上下的概念。很多人小时候都玩过这样的游戏,用臭蛋画一个圈,把蚂蚁圈起来,结果蚂蚁在那个圈里前后左右来回爬行找出口,但无论如何都找不到出口,因为二维的圈圈没有出口。

三维就简单多了,就是我们生活的世界,三维空间里有长度宽度和高度,也因此让我们产生了立体感。同时三维空间加上一维的时间,让世界万物都运动起来,不仅在空间维度上运动,也会在时间维度运动,万物都会随着时间箭头不停地奔向未来,一去不复返,没有任何回头路。

问题来了,四维空间呢?四维空间该如何描述呢?

数学范畴里,第四个维度是与XYZ三个数轴互相垂直的一个轴,但问题就在于这个轴到底在哪里?

没有人能给出准确答案,在我们的三维世界里,通过一个点最多有三条相互垂直的直线,不可能有第四条。

而在几何层面,利用拓扑空间思想确实可以把空间延伸到更高的维度,但无论如何在现实中都是无法想象的,而且很多时候数学并不等同于现实。

说白了,几何空间并不等同于真实的自然空间。那么,我们真的没有任何其他办法想象四维空间了吗?

还是有办法的,可以通过二维与三维空间的对比,来间接想象四维空间的模样。

还是拿刚才的蚂蚁来说,假设蚂蚁就是二维生物,它被臭蛋画的圈困住了,无论如何都走不出来。

在我们眼里,那只蚂蚁也太“笨”了,用力跳不就跳出那个圈了吗?且不说蚂蚁会不会跳,就算是会跳,往哪里跳呢?

由于蚂蚁是二维生物,它仍旧只能前后左右“跳”,完全不能向上跳。第三个维度对于蚂蚁来讲完全是无法想象的。

但如果有生活在三维空间里的人类帮忙,就可以轻而易举把蚂蚁解救出来。实际上,对于二维生物蚂蚁来讲,人类这种三维物种简直就是“神”一般的存在。

同样的道理,如果四维空间里生活着智慧物种,他们也可以做到类似的事情。就好比生活在三维空间的你,把自己反锁在家里,门窗全部禁闭,在这种状态下,没有任何人能进入你家里,你也不可能走出你的家。

但对于四维生物就简单多了,他能够在神不知鬼不觉的情况下,直接把你“拎出”你的房间,就像你直接穿越房门或者墙壁,“瞬移”到外面一样。

而你甚至不知道发生了什么,更不可能感觉到或者看到是四维生物把你“拎出”房间。也就是说,这样的四维生物对于人类来讲,完全是“神”一般的存在。

这样的四维生物可能就在你我身边,注视着你我的一举一动,但我们就是看不见摸不着,也感知不到。生活中很多人都会遇到这样的情况,比如说,自己明明把眼镜放在茶几上了,但一分钟之后发现眼镜并不在茶几上,而是跑到了书桌上,然后弄得自己一脸懵逼,以为见鬼了。

科学告诉我们,那只是我们记忆的错乱引起的。但如果存在四维生物,或许就不是我们记忆的问题了,或许真的是某个四维生物把眼镜拿到书桌上了。

说了这么多,很多人肯定会梦想着有一天能够进入四维空间,但实际上不要说四维空间了,我们只能理解我们自己的三维空间,甚至更低维度的二维空间都无法理解,也不能进入二维空间。

仔细想一想就会知道为什么了。

还拿刚才所讲的蚂蚁举例说明。假设蚂蚁是二维的,你真的能帮助蚂蚁逃离二维的圈圈吗?

你可能会回答:那还不简单,直接把蚂蚁抓出来就可以了。

但怎么抓呢?二维就是一个面,完全没有厚度,你怎么可能抓起来一个没有厚度的东西呢?还有,电脑里的游戏人物在很多人看来是二维的,你能把游戏里的人物抓出来吗?

因此,说了这么一大圈,似乎又回到了原点,甚至比原点还要倒回一点。很多人原本只是希望能进入四维空间,如今却连低维度空间也可能不存在了,这当然会让很多人难以接受。

但事实就是这样。所以,不要以为四维空间很神秘,实际上,所谓的一维和二维空间同样神秘。说白了,除了三维之外的所有其他维度空间本质上是没有区别的。

因为,三维之外的空间维度,都只能存在数学抽象概念里,甚至是我们无法想象出来的。而且不管如何想象,结构都不可能做到完全自洽,都是充满矛盾的。

说到底,就是因为人类是三维生物,我们只能理解三维空间,任何其他的维度空间,不管是低维还是高维,对于我们来讲其实都是难以理解的,也都是无法逾越的鸿沟!

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评论列表
  • 2024-01-08 18:16

    无限大即无限小。时间与空间都为人的感觉。

宇宙时空探索

简介:用通俗的语言诠释科学