為什麼三維生物不能在二維世界生存卻能在四維世界生存?

2020-12-27 易途

生物所在的空間並不是根據大小來衡量的,理論上二維的空間不存在高度,甚至二維世界是否存在生命都是未知的。但是二維世界一定有時間。評論中認為螞蟻的世界是二維的,是因為螞蟻只能對前後左右進行感知,而無法進行高度上的判斷,可這並不是說螞蟻就是二維世界的生物。

維度的說法是否正確?以我們人類的實踐來看,二維或者四維的說法是不正確的。這裡只存在壓縮或膨脹的三維時空,比如恆星的引力扭曲的光線,這裡是時空膨脹或壓縮,而不是幾維時空的問題。而且最要命的是,如果上一段中的螞蟻是我們,那麼我們永遠覺察不到二維世界與三維世界的差異在哪,這是生物特性的問題。那麼,如果時間不是三維世界與四維世界的差異呢?

如何理解時空的膨脹和壓縮?速度與時間的緊密聯繫我們已經知道了,而且我們知道相對於原來的參考系,物體運動速度越快它的時間就流失的越慢,這個速度是相對光速而言的。那麼我們可以理解為:光子是永遠存在的嗎?光子能在物質和能量之間實現轉換。

科學家們已經得出結論:我們不可能回到過去,至少在小於光速的情況下是不可能了,我們只能以不同的速度到達不同時間段的未來。

有趣的是,我們現在所能研究到的一切,甚至包括物質和反物質,都是三維世界的。宇宙大爆炸的理論認為,我們是宇宙大爆炸之後的殘骸中剩下的一部分,佔據絕大多數的物質與反物質都已經互相堙滅,剩餘的亞原子組成了氫原子,氫原子形成了恆星,恆星的核反應以及爆炸形成了我們和這個現實的世界。

那麼,如果宇宙誕生前時間、空間都不存在,二維的世界又在哪裡?

大家可以先想像一個正方體。一個靜止不動,但你能運用你的空間想像力勾勒出正方體的每個角度的形態,注意:也就是通過你視角的變化在360中掃描這個正方體。

我們可以暫且給予它三維的基本物理特性:長、寬、高。

現在我們開始把正方體投射到平面的紙張上,可把紙張定位為一個二維的空間(長、寬)。

不難想像,在三維空間中『』正方體『』,在紙上失去了三維的物理特性,變成了沒有參數『』高『』的『』正方形『』以及『』六邊形『』。如果非要在紙上(二維上)表示出正方體的所有特性,必須在紙上畫出無數個不同邊長六邊形和六個正方形。

下面這個六邊形就是正方體其中一個角度的二維成像

接著,我們可以讓二維空間繼續降維,如下圖所示。

而運用你的空間想像力去不同角度的『』觀察『』這個線條的話,你會發現它的長度會隨角度的改變而發生變化。正如你看到的,現在它的物理特性只有:長

所以,通過這個簡單的例子,我們就能理解為什麼三維的所有東西(包括生命體)不能在低維次空間『『生存』』(完整的形式,包括功能性質的正常表達)。但,值得注意的是,儘管它們不是完整體,卻是存在,只是表達的形態不一樣。

在學術上來說,高維次空間必須建立在低維次空間的基礎上,正如你通過想像把正方體的空間壓縮成二維,從而使得變成『』正方形『』及『』六邊形『』一樣。如果你在大腦裡完全不能通過改變『』視角『』讓被壓縮的『『正方形』』變形的話,那麼此正方體就不存在。

而之前所述的正方體逐漸變為線條的過程,你是可以通過視角問題改變它所維度投影的形狀或長度,這就證明正方體是成立的。因為,我們是從正方體的高維次往線段的低維次推導的,這就表示著首先正方體在之前就已經完整的存在,只不過在降維後的二維、一維等維度上不能被我們直接的發現。

所以就可以說:正方體在所處的降維空間中既存在又不存在。之所以存在是因為能通過所處空間擁有的物理性質表達出來。正如正方體在二維中通過三維特性(高維次特性的參與,也就是你的空間想像)的參與來讓正方形變為不等邊六邊形再變為等邊六邊形......來證明正方體的存在。而不存在,就是作為相對更高維次物的我們的認知的問題,對於我們來說,性質不能得到完整的表達也就是不存在。就像我們面對有長寬卻沒高、有長卻沒有寬和高的東西一樣,這些東西雖然存在,但並不會直接對你產生任何效應。

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