從劉慈欣的《三體》看四維空間,人類如何才能進入四維空間呢?

2020-12-08 胖福的小木屋

如果要說中國最好的科幻小說,劉慈欣的《三體》可以說最是毫無爭議的,這部作品講述了地球人類文明和三體文明的信息交流、生死搏殺及兩個文明在宇宙中的興衰歷程。

這部作品最大的特色就是硬科幻小說,是建立在一定的物理學知識基礎之上的,劉慈欣在小說裡融入了大量現實中的前沿物理學理論,並在此基礎上加以延伸,如黑洞、引力波、永恆暴漲論與多元宇宙等。所以有些物理學家甚至專門出專著來講述其中的一些物理知識。

劉慈欣先生在《三體》第三部中對於「四維空間」的描述可以說讓人對四維空間心生遐想:

如果把三維世界也比做一張畫,他看到的只是那張畫與他的臉平面垂直放置時的樣子,看到的只是畫的側而一條線;只有從四維看,畫才對他平放了……任何東西都不可能擋住它後面的東西,任何封閉體的內部也都是能看到的,這只是一個簡單的規則,但如果覺世界真按這個規則呈現,在視上是極其震撼的。當所有的遮擋和封閉都不存在,一切都暴露在外時,目擊者首先面對的是相當於三維世界中億萬倍的信息量,對於湧進視覺的海量信息,大腦一時無法把握。他們看到的是並列出無限細節的人體、可以看到所有的骨骼和內臟.可以看到骨骼裡的骨髓.可以看到血液在心臟心室間的流動和瓣膜的開閉,與對方對視時,也可以清晰地看到眼球晶狀體的結構。

這段話可能有些複雜,概括而言,人在三維世界中看到的信息是有限的,但從四維看三維時,由於三維事物在各個層次上都暴露在四維視野中,原來封閉和被遮擋的一切都平行並列出來。

比如,我們在三維世界看人,只能看到人的外表,但是在四維空間,我們可以清晰看到人體所有的細節都並列呈現在你面前,無論是骨骼,還是骨骼中的骨髓,他們都同時呈現在你的眼前。

這個其實還是存在一的的科學道理的,它與數學中的維度概念非常相似,高維度可以直視低維度的一切以及操縱低維度的任何。

而四維空間也許就是在面對三維時的延展,無限的細節以及絕對的維度壓制。我們可以用一個四維超立方體來呈現一個簡略的四維空間。

腦補四維空間

在劉慈欣先生的《三體》中,人可以通過翹曲點進入四維空間,在劉慈欣先生的筆下,翹曲點用肉眼就能看見,但最好的方法是檢測電磁輻射,它們發出一種電磁波,很微弱,但頻譜有很明顯的特徵,飛船上的常規監測系統就能檢測和定位。一般來說,像飛船這麼大的體積內總會有一到兩個翹曲點,最多的一次出現過十二個。

看了劉慈欣先生對於四維空間的描述,很多人就會問:是否真的存在四維空間,人真的可以進入四維空間嗎?

在物理學中描述物質變化時所需的參數,這個參數就叫做維。幾個參數就是幾個維。比如描述「門」的位置就只需要角度,所以是一維的而不是二維。

簡單地說:零維是點,沒有長度、寬度及高度。一維是由無數的點組成的一條線,只有長度,沒有其中的寬度、高度。二維是由無數的線組成的面,有長度、寬度沒有高度。三維是由無數的面組成的體,有長度、寬度、高度。

人就是身處於三維空間,從我們三維對二維所造成的影響。我們三維世界看二維世界就好像是一幅畫,假設這幅畫裡面有許多的二維人。我們對著其中一個二維的人畫一個圈,那麼周圍所有的人都無法再看到他的存在了,這個二維化的人就被隔離了開來,他們沒有任何辦法打破這個隔閡。

相比較二維世界而言,我們就好像是他們的造物主。我們對著這個二維世界吐一口水,那麼整個世界都會陷入一片汪洋大海。朝著二維世界吹一口氣,那麼整個世界就陷入了天崩地裂。

在我們所生活的宇宙中,我們只能感知到三個空間維度——長、寬、高。但我們再也找不出第四個空間維度,儘管超弦理論認為整個宇宙存在11維空間。

四維空間指的是標準歐幾裡得空間,可以拓展到n維。物理學中描述物質變化時所需的參數,這個參數就叫做維。幾個參數就是幾個維。比如描述「門」的位置就只需要角度,所以是一維的而不是二維。人的眼睛只能看到二維,二維生物看對方只有一條線。人的雙眼看到的是兩個二維投影,經過大腦處理形成一個整體的視覺。

這是幾維

通過一些簡單的方法,我們也可以很容易地認識到宇宙空間的維度。克萊因瓶是一個在四維空間中才可能真正表現出來的曲面。如果我們一定要把它表現在我們生活的三維空間中,我們只好將就點,把它表現得似乎是自己和自己相交一樣。克萊因瓶的瓶頸是穿過了第四維空間再和瓶底圈連起來的,並不穿過瓶壁。

所以這個時候就很好理解了,我們進入了四維世界以後,所有的三維世界的規則就已經不適用了。我們進入四維世界以後看到的所有的事物都被分解成了一條一條無數條的線,這些事物都是橫豎交叉,通過時間與空間相交制定成了一個具體的位置點。

舉一個例子,例如我們永遠達不到的光速,他只需要將整個三維世界這幅畫對摺,就可以瞬間到達宇宙的另一端,這速度遠遠超過光速不知道多少倍。例如我們人類到現在都無法戰勝的癌症,進入四維空間的人類可以直接一個一個地將癌細胞從我們身體中取出來。對於這一些像上帝一般的神跡,對於進入四維空間的人類而言,簡直就好像在一個平面上畫一個圓那麼簡單。

但是,如果我們進入了四維空間,我們的身體很有可能會被扭曲撕裂,因為四維空間的時空扭曲肯定比三維空間更厲害,所以如果人進入了的話,首先就要面對的是身體有可能會被撕裂的問題。

四維空間可以說如今還是科學家的想像,四維空間究竟會是什麼樣子,也是一個難以描繪想像的地方。

所以我們也不妨相信劉慈欣先生描繪的四維空間是真實的,比如國著名物理學家李淼教授從科學角度分析《三體》這一過程,他認為根據物理學,人類的身體由分子和原子構成,而分子原子之間之所以如何穩定是因為原子核與電子之間有電磁力的存在。但是當分子原子進入四維空間時,這種電磁力在四維空間不存在,人在四維空間就會解體!

也就是說只有靈魂才能進入四維空間,但是在我們目前的科學認知裡,靈魂是不存在的。

整個宇宙存在無窮的奧秘,在無數的科學假想(假想不是毫無根據地提出自己的想像論點,假想是建立在一定的科學真理上的延伸)中不斷試錯,我們才能不斷接近宇宙的本質。

相關焦點

  • 《三體》呈現中的四維空間真實嗎?人類能否進入四維空間
    劉慈欣先生在《三體》第三部中關於「四維空間」的描繪能夠說讓人對四維空間心生遐想:假如把三維國際也比做一張畫,他看到的僅僅那張畫與他的臉平面筆直放置時的樣子,看到的僅僅畫的側而一條線;只要從四維看,畫才對他平放了。。。任何東西都不或許擋住它後面的東西,任何關閉體的內部也都是能看到的,這僅僅一個簡略的規則,但假如覺國際真按這個規則出現,在視上是極端震懾的。
  • 劉慈欣:四維空間真實存在,進入四維空間的人將獲得永生
    改論文的最大意義是啟發了很多科學家,將人類的思維從二維拔高至三維,並逐步建立了三維的思想框架,為四維空間的構建提供了理論基礎。這篇論文發表之初,立刻引起了科學界的廣泛關注,一時間研究四維空間蔚然成風,讀完令人感嘆不已。隨著科技的發展,人類可以設計出完美的三維空間模型,讓人類的思維視野得到了極大地提升。
  • 數學家證明了四維空間的存在,如果人類進入四維空間,會變成什麼
    簡單地說,三維的影子是二維的,而四維的影子則是一個三維圖形。因此,我們人類將如何進入四維空間呢?人在四維空間裡會變成什麼?先梳理一下四維空間的概念,即三維空間+時間(三個空間維度,一個時間維度)。因此,當人類進入四維空間時,先說說他將成為什麼樣的形態,至少他將擁有什麼樣的能力,我們可以確定:預言。
  • 人進入四維空間還是人嗎?他證實四維空間存在,劉慈欣卻不認同
    但也正是因為這個病,讓他證實了四維空間真正存在,但不禁引人深思,進入四維空間後,人又會變成什麼呢?這一切的一切,都將從這個德國數學家說起,他就是我們今天故事的主人公——波恩哈德·黎曼。所以,倘若我們真的能成功邁入四維空間並能適應四維空間的生存環境的話,那我們的生活也不會變化太大,亦或許我們將能成為時間的主人,由我們來自由的操控時間,真正成為時間的主宰!如果人類可以進入四維空間的話,那麼我們會變成什麼?對於人類進入四維空間的假設,《三體》的作者劉慈欣就表達過自己的看法。
  • 四維空間真實存在,德國數學家已經證實,劉慈欣猜測如何進入空間
    自人類有文明的幾千年來,不少未知的謎底就是到現在都未被完全解開。在歷史的進程中近代科學家們就提出了四維發展空間的概念,相信現在不少人認為對於四維空間的認知能力都還很少,並在在這種情況下經常會去幻想人體在進入四維空間之後會變成什麼樣子?你是不是也有幻想過呢?
  • 「時空隧道」與四維空間有關?劉慈欣:進入四維可能就是「神」了
    堅持這種觀點的人認為宇宙中存在多維空間,而人類生活在三維空間,並不是很高級的智慧生物。不同維度之間存在無形的邊界,低維生物很難進入高維空間。以熟悉的三維空間為例。事實上,人們可以以三維狀態觀察物體,所有這些都是由大腦中的視覺信息處理的。三維空間可以看到平面,二維空間可以看到線條,一維空間只有無數個點。
  • 四維空間真實存在嗎?如果人類進入四維空間會發生什麼?
    四維空間真實存在嗎?如果人類進入四維空間會發生什麼?回答:數學中確實存在四維空間,並用來分析數學模型,但是物理上的高維空間從來沒有得到證實。維數一詞,最早用於數學領域的空間幾何學,在數學領域 N維空間中表示:一種空間,過空間的某一點可以做出 N條互相垂直的直線,例如在三維空間中,過某一點可以做出3條互相垂直的直線,即空間直角坐標系。
  • 神秘的四維空間就在人類身邊?構造非常精細,人類能否打破進入
    過去只有三維的概念,而現在已經提出了四維的概念。這是在三維的基礎上增加了時間的概念。人們都知道食物可以自由地與未來聯繫在一起,這意味著事物可以穿越時空。人類現在只知道三維空間。很多人對所謂的四維知之甚少。有人可能會猜測,很多突然失蹤的事物,是不是就消失在四維當中呢?然而,人類對四維知之甚少,也不知道如何去探索四維。
  • 宇宙存在多種維度的空間,如果人類進入四維空間會如何?
    宇宙空間有十個維度,而人類存在於三維空間中,在我們所見的《三體》中,有一段講到,人類進入了四維空間,這四維空間與我們生存的世界是不同的,那麼,假如人類進入了四維空間,真的可以生存嗎?也許答案是否定的。有關研究人員認為,當人進入四維空間時,並不會立刻死亡,只是讓人處於相對透明的環境中。其原因如下:第一個高維空間是與較低維空間相兼容的,所以人類進入四維空間並不會立刻死亡,二維生物並不存在,生物本身也會有賴以生存的生理結構,想要在人類世界中找到二維對象,只能通過三維對象的投影,比如人類的影子。此外,人們還可以將某些不能感知三維空間的生物視為二維生物,例如剪掉觸角的螞蟻。
  • 四維空間之謎,3大案例揭秘四維空間真的存在,人類進入會如何?
    我們生活的世界是一個三維空間,我們在這個世界上看到的所有物體都是三維的,雖然有些人認為章魚和鬼魂是四維生物。但這些都只是猜測,從理論上講,不同維度之間存在著不易跨越的障礙,但並不意味著人類無法感知四維空間的存在。在歷史上,有許多真實的例子可以證明四維空間的存在。
  • 什麼是四維空間,四維空間可能有什麼東西?劉慈欣提出大膽的猜想
    如果你將上段內容看明白了,那麼四維空間其實也就懂了,無非就是空間的維度變為了四個,而時間這一維並沒有考慮進去(否則就叫五維時空)。講到這裡,一個很自然的疑問出現了:四維空間究竟是什麼樣子,它裡面的物體又是如何存在的?
  • 德國數學家:證明四維空間真實存在,進入四維空間後人會怎麼樣?
    根據常識來說,人們目前看到的一切都是在三維空間中。直到科學家提出四維空間的概念後,一些藝術作品中開始出現了四維情節,甚至有的主角進入四維空間。有人說現實中的四維空間只存在於理論中,但也有數學家聲稱,經過反覆的推理研究,他們確認了四維空間的存在。那麼人類進入這個空間後會發生什麼呢?
  • "四維空間"真的存在嗎?是不是'進入四維空間就可以穿越時空?
    四維空間是否真的存在,如何才能進去?科'學家給出關鍵性答案!有人稱現實中的4維空間僅存在理論之中,不過也有數學專家經過反覆的推論研究後,聲稱自己證實了4維空間的存在。在四維空間中,所有的事物都是同步的。如果人類真的能適應四維空間的生活,那麼人將不會受到過去、現在以及未來的時空限制。另外,人類還可能擁有一些"特技"。比如穿牆,瞬移,將不會受到空間上的制約。有人甚至說人類還可以知道其他人的內心想法,還可以預知未來。這意味著,人類相互之間將會沒有秘密存在。如果真的是這樣,到底是一件好事還是壞事?大家可以在評論處留下寶貴的想法。
  • 四維空間什麼樣?劉慈欣:人類無法感知,但四維生物可能就在身邊
    四維空間什麼樣?劉慈欣:人類無法感知,但四維生物可能就在身邊眾所周知,我們人類生存的宇宙當中,能感知到的空間維度有長、寬、高。這三個維度非常好地理解,但是隨著科學技術的不斷發展,我們現在不已經不再局限於宏觀世界的探索,而是轉向了微觀世界。
  • 四維空間之謎,2大案例證明四維空間真的存在,人類進入會怎樣?
    要知道這兩個地方的距離長達500多公裡,這艘軍艦是如何做到在如此短的時間內「行駛」過來的呢?迄今為止,還沒有任何答案。四維空間真的存在嗎?根據愛因斯坦的廣義相對論,四維空間比三維空間的長、寬、高三個維度多出了一個時間維度。
  • 《三體》中的物理學之空間維度,如果存在四維空間人類能否進入
    以剖析原著中那些耐人尋味的知識,今天就帶大家領略一番三體中的物理學之空間維度,維度在數學概念中是獨立參數的數目,而對於科幻作家,尤其是劉慈欣這樣的人來說,維度是個充滿誘惑而神秘的名詞,對於三體而言更是如此。例如小說中,三體人將質子低維展開之時,或是太陽系遭遇歌者文明二向箔的降維打擊,還是人類突然進入四維空間的碎塊之中。
  • 《三體》的恐怖猜想:四維空間是真的,進入可以看到所有人的生平
    整部《三體》故事非常的精彩,就連前美國總統歐巴馬都不惜以總統的身份向劉慈欣催稿,還有好萊塢的大導演卡梅隆也是《三體》的忠實粉絲,他也非常的希望劉慈欣能給自己翻拍《三體》的機會。在《三體》的世界觀中,劉慈欣將宇宙設想成了有11個維度,而人類則處於第三個維度中,在我們之上的就是四維空間。
  • 四維空間會是什麼樣子?人進入會怎麼樣?劉慈欣說出答案
    我們三維空間無法解決的很多問題,比如長壽,癌症,超光速飛行等,到了四維空間可能都是非常簡單的事情。或許這個時候有不少人要想了,如果我們能夠進入到四維空間,那不是相當於開了掛一樣嗎,可以在四維空間學習到很多不可思議的技術,三維空間感覺非常難以實現的事情,到了四維空間都會變得簡單。想法雖然好,但如何升維估計誰也不知道。
  • 德國數學家,證明了四維空間的存在,進入四維空間後人會變成什麼
    然而,四維空間並不是標準的歐幾裡得空間,因為時間的本質,是用來描述物體運動的快慢。不過,人類目前無法適應適應四維空間。人的眼睛能看到二維,二維生物看對方只有一條線,人的眼睛看到的是兩個二維的投影,經大腦處理形成的一個整體視覺。人類作為三維物體,可以理解四維空間,但無法認識以及存在於其中。
  • 四維空間真的存在?霍金晚年研究的神學,或許就在四維空間之中
    隨著科學的不斷發展,人類越來越強大,但困惑也越來越多,我們可以理解人類是多麼的渺小。人類只有不斷地追求知識,進行科學的探索和發展,才能在這個宇宙中生存。眾所周知,我們現在生活的空間是三維空間,一個由長、寬、高以及宇宙、星系和恆星組成的空間。至於高維空間,我們只能在電影裡看到。