數學上分析,零維就是一個點,一維是一條線,二維是一個面,三維就是一個體,我們人類就生活在三維空間。
三維以及三維以下都不難理解,但也僅僅是數學上不難理解。從現實中分析,我們人類也隻能理解三維空間,一維和二維我們都不能真正理解。
有人可能會反駁:怎麼不好理解呢?二維不就是一個面嗎?
抱歉,那隻是數學概念,而數學并不等同于物理現實,數學上存在并不意味着現實中肯定存在。你能找到或者想象出一個隻有面沒有厚度的二維空間嗎?
不過這并不是最重要的,姑且算我們可以理解一維和二維,就按數學概念來理解。
說到二維,或者二維生物,很多人首先會想到螞蟻,認為螞蟻就是二維生物。
其實這種觀點并不嚴謹,或者說很多人隻是把螞蟻比喻成二維生物,事實上螞蟻仍舊是三維生物,不要說螞蟻了,更小的細菌病毒也是三維生物。
我們把螞蟻比喻成二維生物,不僅僅是因為螞蟻小,也是因為螞蟻數量衆多,它們無法感知到三維空間的存在,也就是說,在螞蟻眼裡,隻有前後左右,沒有上下的概念,它們的活動範圍基本上都在一個面上。
很多人可能都知道這樣的實驗,在螞蟻爬行的過程中,在它前面畫一條線,按道理講螞蟻完全可以無視那條線的存在直接爬過去,但事實上并非如此。螞蟻好像被某種無形的力量擋住了前進的步伐,它不會選擇輕松地越過那條線,而是繞過那條線。這也是為什麼我們會說“螞蟻是二維生物”。
由于我們人類是三維空間物種,具有高級思維能力,當然很好理解二維了,就是一個面。我們當然可以随意俯視二維空間,比如說在現實中俯視螞蟻,螞蟻并不會看到我們,正如上面所說,螞蟻很難感知到三維生物的存在。
我們通常所說的面,默認的都是平面。但是二維面也并非一定是平的,也可以擁有不同的曲率,可以是彎曲的,而平面可以看做是曲率為零的面,除此之外,還有正曲率和負曲率。正曲率比如說地球,負曲率比如說馬鞍。
用數學方法來理解,在二維面上畫一個三角形,如果三角形内角和正好是180度,那這就是一個平面,否則就是曲面。
理論上,一個平面可以構成很多不同的形狀。比如說,拿出一張A4紙,卷成任意形狀,無論是什麼形狀,卷成的面仍舊是二維平面,在這個面上畫一個三角形,内角和仍舊是180度,随便畫兩條平行線,永遠不會相交。有興趣的話可以試試,并不難。
不過如果三角形内角和大于180度,或者在一個二維平面上無法畫出兩條平行線時,就說明是一個正曲率的二維表面,比如說我們的地球表面就是如此,你所認為的兩條平行線最終會相交在南北兩個極點。你可能還會說兩條緯線永遠不會相交,但問題是兩條緯線并不在一個平面。
還有一種情況是,三角形内角和小于180度,或者兩條平行線不會相交但是也并不是真的平行,而是向外發散,這種形狀就是馬鞍形狀的負曲率。
不同曲率的表面可以構成不同的三維形狀。
我們生活的地球,是由正曲率表面構成的三維球體。我們人類當然知道地球是一個三維球體,但螞蟻永遠不會知道,正如之前所說,螞蟻并不能感知三維空間。而人類也并不是一開始就知道地球是三維球體,古代人類認為地球也是平面,二維平面。
在太空中的宇航員可以非常直觀地看到地球确實是一個三維球體,因為宇航員可以飛出地球,鳥瞰地球的形狀。這時候的宇航員就相當于鳥瞰地球表面所有生物的高等物種。
那麼就如同宇航員可以飛出地球來确定地球的形狀一樣,人類能不能飛出宇宙來确定宇宙的形狀呢?
顯然這是不可能的,起碼在可預見的未來都不行。不過人類擁有智慧,科學家通過不斷的精細測量計算出,宇宙的曲率與0曲率幾乎沒有區别,也就是說宇宙很有可能是平坦的。
但這并不能說宇宙就真的是平坦的,也有可能是正曲率或者負曲率。我們該如何确定呢?
說實話,太難了。因為人類實在太渺小,太微不足道了。在浩瀚宇宙面前,不要說人類,整個銀河系都不值得一提。即使宇宙不是平坦的,人類也很難感知到。不要說浩瀚的宇宙了,即使在地球上,我們也常常會誤認為地球表面是平坦的,即使到了現在,仍有不少人認為地球表面是平的。
所以說,如果真的存在高維度空間,比如說四維空間,高維度空間中的生物有沒有可能正在俯視我們人類呢?
科學很難回答,但理論上确實有可能。四維空間到底是一個什麼存在方式?
可能是另外一個世界,或者說平行宇宙,那裡存在着人類很難理解的大自然法則。也有可能高維空間就存在你我身邊,正如有些科學家所說,在極其微小的量子世界,存在着多達十維度的空間!
如果存在高維生物,他們為什麼不同人類聯系呢?或者說人類為什麼沒有發現呢?
答案可能很簡單:人類會理會螞蟻的存在嗎?
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