說到四維空間,你首先想到的是什麼?是一種高維的生物,在三個身體裡,還是在一個人類可以永遠生存的世界裡,輕易地毀滅人類?四維空間的輪廓是「時間概念」。我們的接觸似乎只存在於科幻小說中。但如果四維空間已經被證明,它離我們不遠了嗎?
是的,相當多的科學家聲稱他們已經證明了四維空間的存在。不管是真是假,是為了出名的噱頭,還是合理的推理,都要看我們的判斷。接下來,我們來看看德國數學家給出的關於四維空間的答案。
人類進入四維空間會經歷怎樣的情景?
這位名叫喬治·波恩哈德·黎曼的德國科學家發表了一篇關於1850年左右關於四維空間的《論幾何基礎假說》的非常前瞻性的文章。
當時人們對現代物理學的認識還很模糊,何況四維空間問題今天還沒有解決?這篇文章大大擴展了當時科學家的思維範圍。當然,這對當時的科學家來說可能不是一件好事,因為當時對我們所生活的三維世界的研究處於一個艱難的過程中,跳出三維視野去研究更高維度的空間,無疑充滿了挑戰。
但我們永遠不能低估人類的創造力。隨著科學技術的發展,四維模型的框架逐漸完善。現在,有一套比較完善的四維空間理論。其中最重要的是「多維度空間」理論,即我們的宇宙被劃分為11個維度的空間,而人類處於低維度。就像動畫中的人無法感知人類的存在一樣,人類也無法觀察到更高的維度。
這種設定是不是很眼熟呢?動畫《瑞克與莫蒂》中,主人公瑞克被設定為能夠感知人類維度的存在,知曉自己是動畫人物的角色。因此,他非常傷心。如果我們也是高維生物眼中的「動畫」,那是什麼樣的場景。愛因斯坦的理論表明,是的,我們的世界是由更高維度構建的。
假設更高維度存在生物,他們如何看待我們?人類進入四維空間真的可得永生嗎?
正如我們可以瞬間撕裂紙張上的小人,如果存在高緯度生物,它們應該很簡單地殺死我們。對我們來說,他們(或應該稱之為他們)無所不知,無所不能,是猶如克蘇魯神話當中時空支配者一樣。我們無法想像他們的外表和生活方式,但他們最有可能的存在方式是沒有實體,因為任何實體都會受到時間和空間的限制,這在理論上是四維空間中不存在的。
有人推測四維空間是以量子態存在的,因此可以擺脫時空的限制。這種觀點是否正確,我們自然無法證實。如果我們按照這個思路,如果人類進入四維空間可得永生?那麼必將會拋卻了自己的肉體甚至是思想,變成漂浮在宇宙中的量子態。這的確是實現不朽,但又有多少人願意。
在電影《星際穿越》中,主人公不小心闖入了五維空間。他只能日夜看著女兒在黑暗的空間裡長大,卻幾乎見不到她。當然,我們也可以做出一些樂觀的猜測。
比如,現在很多網絡小說所使用的場景——人的大腦進入虛擬空間,在虛擬空間中,「無所不知、無所不能」可以藉助計算機實現,也可以超越時空。如果那一天到來,我們對四維空間的認知肯定會更接近。現在影視中的許多人物都在突破「空間牆」,在現實中與人互動。我們也渴望突破極限,與從未接觸過的存在相遇。
說了這麼多,其實都是我們想像之中的4維空間,而我們現如今真正研究的方向,可能與我們所想像的有所不同。
處在研究中的四維空間
涉及最多四維空間的學科是數學,就像我們在數學書中學習一維點、二維的線和面一樣。雖然大多數數學教科書都沒有涵蓋四維空間的內容,但對數學中的四維空間的研究由來已久,理論也很多。
在最早的日子裡,達朗貝爾在《百科全書》關於維數的條目中提議把時間想像為第四維。在現有理論中,四個維度與時間相關,但並不等於時間或空間。
麥比烏斯在後來的《重心的計算》中畢竟簡明的提示出了四維空間的特點,即在四維空間中,三維物體可以重疊。不過,他後來親自駁斥了這一說法。他認為三維物體的疊加太難想像,所以四維空間不存在。
直到後來,數學這一學科擺脫了現實世界的束縛,走向了理論研究的階段,四維空間的研究才取得了進展。1844年格拉斯曼在四元數的啟發下,作了更大的推廣,發表《線性擴張》,1862年又將其修訂為《擴張論》。他第一次涉及一般的n維幾何的概念,他在1848年的一篇文章中說:
他說:我的擴展演算建立了空間理論的抽象基礎,即它脫離了所有空間的直覺,成為純粹的數學科學,只有在對物理空間進行特殊應用時,它才構成幾何學。但當時,並沒有幾個科學家為此爭論。直到五年後,這一理論才逐漸被數學界所接受。
四維空間究竟是怎樣的我們難以得知,我們只能無限地想像它的可能性,但《三體》中的說法令很多人認同。
劉慈欣的成名小說《三體》,當中有一個涉及4維空間的劇情,說,這時候進入者在四維空間裡發現三維空間的一切事物變換都在他們眼裡,猶如"天眼"一般,能看到千萬事。
在了解了四維空間的情況後,入侵者進行了深入思考,試圖找到一條拯救人類的途徑。最後,他們意識到四維空間中的高智能生物屬於矽基生命。最後,他們找到了摧毀四維空間的方法,成功地回到了自己的三維世界。
在國外的一部科幻電影《星際穿越》中,我們也看到了它對高維空間的理解,並通過電影手法表現出來,讓觀眾感受到高緯度空間的存在更加立體。
當然,目前這些都只是猜想,但不能否認的是,劉慈欣所寫的《三體》絕對是科幻界的裡程碑之作,它不僅僅是一本精彩的小說,同時也具備著很高的現實意義和參考價值。
三體》到底多有毒?被歐巴馬總統催更
憑藉《三體》,劉慈欣獲得了第73屆世界科幻大會頒發的雨果獎最佳長篇小說獎,為亞洲首次獲獎。
雨果獎的地位,相當於科幻藝術界的諾貝爾獎,而劉慈欣不僅是第一個獲得這個獎項的中國人,也是第一個獲此殊榮的亞洲人,被盛讚:「這個人單槍匹馬,把中國科幻文學提升到了世界級的水平!」
說他一個人單槍匹馬將中國科幻文學提升至世界級水平,一點也不誇張。
地產大佬潘石屹,有次向大劉請教《三體》第二部裡的黑暗森林法則,說自己整整看了三遍!
不過大劉淡定回復道:隨便看看就行,沒必要讀那麼多遍的。
歐巴馬在看完《三體Ⅰ》後,意猶未盡。但當時美國市場只有《三體Ⅰ》,那會兒他還是總統,就讓秘書發郵件給劉慈欣要第二三部。
結果劉慈欣以為是垃圾郵件,果斷給刪了……直到後來,美國外交部找到中國外交部協調此事,大劉才轟然醒悟,原來這事是真的!
以國家政府名義向作者催稿,歐巴馬當時對《三體》中毒頗深啊!
對了,在《流浪地球》中還有一個彩蛋,就是歐巴馬客串了一場。起初大家還以為是在網上找的畫面進行拼接的,結果竟然是真人出演。
也得益於歐巴馬、扎克伯格、潘石屹、馬化騰、雷軍等大佬的鼎力推薦,《三體》的銷量無論是國內外都高居科幻小說榜單前列,2015年已經超過 100 萬冊。
但劉慈欣堅持作家應該隱藏在作品後面,所以很少離開自己生活的小城陽泉,連得了「雨果獎」都沒去頒獎現場。生活上更是簡單至極,上班工作,下班寫小說、帶女兒,偶爾在科幻論壇裡和網友吹水。他一直對外堅稱:「我只是個普通人。」
唯一的特別之處是,他堅持每天晨跑 10 公裡,因為希望 30 年以後,自己還有機會可以上太空。
但就是這麼一個無比「普通」的人,卻寫出了帶著地球在宇宙流浪 2500 年這麼浪漫的描寫,寫出了一個又一個浩瀚的宇宙。
教育部今年首次向全國中小學生官宣了課外書單,來自國家教材委、高校、中小學校的110多人專家團隊,從古今中外浩如煙海的圖書中精選了300本,引導學生們讀好書、讀經典。其中,就有劉慈欣的小說《三體》。
對於還沒有看過《三體》的朋友,強烈推薦這套書,大人和孩子皆宜,值得反覆品讀,不需要理科基礎也能看懂。
《三體》共3本,分別是:《三體I》——地球往事、《三體II》—— 黑暗森林、《三體III》—— 死神永生,一部比一部好看。
尤其是第三部《三體—死神永生》,絕對算得上是一篇大手筆,它將整個地球,整個銀河系,展現在宇宙的大背景下,真正觸發靈魂深處對於人性的思考。
還沒有看過《三體》的朋友們,我強烈推薦大家去看一下,它不僅可以給你帶來閱讀的震撼,更會引發對人性的深層次思考,對你的價值觀會有所啟迪。
劉慈欣把我們帶到一個嶄新的世界,這個世界是中國的文字從未創造過的一個恢弘而邏輯自洽的世界。在這個世界裡,地球如海中一片樹葉,微不足道,朝不保夕。
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