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為什麼人類能進入四維空間

圖文 更新时间:2024-09-30 09:10:30

我們生活在三維空間(四維時空)裡,很熟悉三維時空裡面的一切。但生活在三維空間的人類并不滿足,常常渴望更高維度的空間,想知道那裡到底是什麼樣子。

但一個殘酷的現實是,别說是四維空間了,我們連三維空間都沒能真的掌握。

你可能會不服氣,但事實正是如此。舉個例子,人類經常玩各種棋類遊戲,比如說圍棋,象棋,軍旗等。

不管是圍棋,象棋還是其他棋類,遊戲的本質其實就是處理二維空間(二維平面)的能力,雖然棋子都是立體的(三維),但遊戲的本質還是二維空間的處理理解能力,屬于二維遊戲。

但即便是二維遊戲,能玩好的人也并不多。想象一下,如果把棋類遊戲,比如說國際象棋設置為三維空間遊戲(如下圖),估計沒有幾個人能弄明白,更沒有誰想玩這樣的遊戲。

為什麼人類能進入四維空間(人類為什麼想象不出四維空間)1

因為三維空間遊戲對于我們人類大腦來講,實在太難,太複雜了。

但這并不能說明什麼,因為我們的大腦本來就不是來玩棋類遊戲的,人類大腦的作用其實就是為了生存繁衍,理論上隻要滿足這兩點就可以了,而棋類這種遊戲屬于額外的“附贈品”,有沒有對于大腦來講無所謂。

還有一點,雖然我們生活在三維空間這點并不假,但人類想要真正掌控三維空間是相當難的。

一個現實中的例子能很好說明這一點,比如說在各種制圖繪圖中,我們總是習慣于把三維的制圖拆分為二維的制圖。将三維制圖投影到三個二維平面上,這就是我們經常所說的正視圖,側視圖和俯視圖,隻有二維的東西才符合人類的思維能力方式。

為什麼人類能進入四維空間(人類為什麼想象不出四維空間)2

其次,我們平時看到的所謂三維人類為什麼想象不出四維空間?先弄明白三維空間再說!物體,本質上是二維的,因為我們的視網膜就是二維的,結果就是我們不可能真正看到三維物體,看到的隻是二維的投影罷了。

那麼為什麼我們看到的二維投影看起來如此立體呢?如此具有三維感呢?

其實三維物體的二維投影,隻不過是上下颠倒的影像,但是這并不是問題,我們的大腦會就這種颠倒影像糾正過來。

而我們的兩隻眼睛處于一個平面上,如此一來,左右兩隻眼睛看到的影像會有所不同,大腦把兩個不同的影像進行重疊處理之後,就得到三維立體影像了。

為什麼人類能進入四維空間(人類為什麼想象不出四維空間)3

事實上,日常生活中,我們經常看到在二維平面上(比如說一張紙,或者地面上)可以畫出非常逼真的三維事物,比如說在馬路上畫上一條很深的溝,就能騙過路過的行人。或者說在一張紙上能畫出一個立體杯子,這充分說經我們看到的三維立體事物,其實是一種幻覺。

為什麼人類能進入四維空間(人類為什麼想象不出四維空間)4

理解了這點,理論上就可以利用投影的方式制造出四維虛拟影像。

我們的大腦不可能模拟出四維事物,因為無論如何我們都不可能想象出現實中不存在的事物,我們能想象到的事物,都可以在現實世界中找到“标本”。不過運用數學幾何,可以把複雜的問題簡單化。

比如說,可以利用立體投影技術,制造出四維立體電影。

為什麼人類能進入四維空間(人類為什麼想象不出四維空間)5

想想看,我們能在二維平面上制造出三維立體幻象,同樣地,四維空間生命(假設存在)也能在三維空間中創造出四維空間幻象,創造一個四維立體幻覺。但需要四維生命的視網膜是三維視網膜,這樣就可以合成加的四維圖像了。

更高維度的空間也可以用同樣的方式進行類比,比如說著名的卡拉比-丘成桐,就是六維空間,不過這種東西更多地體現在數學上,現實生活中我們的大腦很難去想象!

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