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如果人類進入四維空間會怎樣

圖文 更新时间:2024-09-11 12:58:13

我們在紙上畫的一個圖形,它的呈現方式是二維的,隻存在一個平面;而我們本身所處的世界包含了長、寬、高三個方向,是三維立體的。人類對空間的理解母親也隻能上升到三維,但根據科學家的理論,整個宇宙中的空間應該會是十一維的。

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正如0維、1維、2維空間的事物可以理解本身所處的和低一級的空間,卻理解不了比自己更上一個等級的空間狀态是什麼呈現一樣,我們同樣可以理解0-3維空間構成,卻不能想象四維空間的存在。

如果人類可以超出維度的限制進入到四維空間,我們會變成什麼樣子?還可以自我控制或者控制低維世界嗎?

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維度空間

對于維度最簡單的理解應該可以是這樣的:零維為點、一維是線、二維是平面、三維是立體。

這就有點像是我們在數學中學到的點可以構成線、線構成面、面構成體積一樣,每往上一級就能将前一個等級的構成包含在其中,而三維空間再往上就是四維,甚至還可以有五維、六維甚至十一維。

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隻是相對于三維的更高維空間都隻能暫時存在于人類的理論中,但根據現實的物理演算來看,高維空間的存在也是合理的。

一維、二維、三維都隻是存在于思維當中作為變動量來使用,而宇宙中的一切物質都應該是存在于四維時空當中的,到更高維的理解就是在空間定義和曆史變化的區别上。

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在19世紀,德國數學家、幾何學者波恩哈德·黎曼已經對空間維度有了初步研究。他在高斯的曲面微積分研究中獲取更多數學信息,并将其發揚光大,自己利用流形和微積分來理解和定義空間的本質和量度存在,後來建立了“黎曼空間”的概念,是一位非常偉大的數學家。

黎曼的很多學業研究貢獻為後期愛因斯坦的廣義相對論提供了很多數學參考;而在相對論中就又涉及到了四維空間的假設(四維時空),認為宇宙中四維空間真實存在。

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四維空間

在理論上,相較于三維世界的長、寬、高來說,四維空間多了一個關于時間的長度,用來描述物體運動的快慢,這就有點進度條那味兒了。

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但就像是二維空間的中的事物可以以自己本身的原生态形式正常存在于三維空間當中,而三維空間的事物卻不能以平面的形式出現在二維空間一樣,我們無法想象四維空間是什麼樣子,其又該是什麼樣的存在方式。

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總的來說,一維空間我們可以将其理解成一條直線,相對于二維空間的平面來說,它是被分散或者壓縮的存在,而二維的平面對于三維的立體事物來說也是一樣的。

那麼立體的三維空間對于四維來說,是不是也能被看作是其分散的存在方式?我們共同構成了一個大的四維事物?

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同時,二維是一維長度或者量的突破,三維是二維空間的突破。以此類推,那麼四維是不是就是三維時間的突破?所以在四維空間當中,我們将可以不再受到時間的限制,沒有過去、現在和未來之分,所有事情都是保持不變的,甚至可以随意翻閱任意時空。

這樣描述起來又有點像是空間之間放大和縮小的一個投影,二維包含着一維、三維映射着二維、四維投影了三維。說實話,這解釋起來有點繞,也讓人難以想象。

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空間跨越

空間之間存在的差異和距離,基本決定了事物不可能實現上級向下級的跨越。就像是從前的韓國影視作品《W-兩個世界》一樣,三維的女主可能會來到二維男主的世界。

按照物理學的概念,這樣的設定應該是不合理的,因為二維的男主可以存在于三維的世界,但身為三維生物的女主角卻無法将自己壓縮或者展開成一個平面構成,也就是“紙片人”。

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所以大膽設想一下,片中原設定是漫畫可以通過畫筆改動情節,那麼會不會有可能是誰用畫筆重新畫了一個圓滿的故事經過,給了觀衆和主角一個結局?當然這隻是一個玄幻設定,倒也不用那麼較真。

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那麼同樣的,人類在三維世界中可以借助工具改變甚至創造一個二維空間構架,不管是文字形式的還是繪圖方式,這都能存在于二維空間中。而在精神層面上,空間沒有被限定的範疇,天馬行空任意想象,又成了無限維度的。

如果在大腦中進行某種事物構思、并将其在平面中表示出來,是不是就相當于實現了維度空間“跨越”?而相對于四維空間,如果它和三維空間重疊,人類是不是正置身其中?我們對于四維空間的事物來說又是什麼樣的存在?

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維度關系

我們常常認為,一維和二維是可以依靠三維的事物來改變和創造的,愛因斯坦的相對論觀點也表示高維度空間可以掌控低維度世界。

這裡就又引出一個問題:人類世界是由高緯度生物創造的嗎?

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我們可以随意構造一個二維世界,小說、漫畫、遊戲等,都在人類的掌握之中,那麼是不是比人類空間還高維度存在的生物也可以改變和創造我們?就像是神話故事中神仙創造世界一樣,三維空間真的可以存在造物主?

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正如前文所說,四維是三維世界中時間的突破,我們将不再受時間的限制,所有事物都可以同步存在,甚至說我們可以掌握時間,随意翻閱這個世界會經曆的一切。

這有點像是相對論中的平行時空,就像在《星際穿越》中男主角在五維空間從宇宙中衆多的平行三維世界裡,選出了一個世界存在。

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四維時空是個什麼樣子的存在,我們暫時還無法現象,隻是如果指的就是三維空間突破了時間的限制,那麼關于“存在”就真的值得讓人深思。

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