人類為什麼進不去四維空間?到底什麼是四維空間?科學家這麼解釋

2021-01-16 眼觀歷史書

「空間」這一概念相信每個人都有,它是一個非常縹緲的狀態,可以說是極其平常的存在,從某種意義上說,人類對空間的認識實際上並不比其他生物多多少。

我們所生活的宇宙是由11維空間構成的,但是人類只能在3維空間中生存,不能在4維以上空間中生存。人們甚至不能理解什麼是四維空間!

我們知道從0到11維。

零維度:沒有長寬,只有一個點,即奇點,黑洞也是奇點。

一維數:只有長度,即直線,是由無數的零維數組成的。平面世界,只有一個長的,也就是平面世界,由無數的線(一維)組成。

再往後便一無所知!

立體世界:有很長很寬的立體世界,我們用肉眼去感受,去看。這時也許會有人發問:不對啊!難道空間和時間不是四維的嗎?為什麼我們無法理解四維啊?

在此,我可以非常非常負責地,非常非常有責任感地告訴大家,你們所認為的「四維空間」並非我所說的「四維空間」!唉呀??有什麼不對勁嗎?

以下有一點繞,做好心理準備哦!事實上,人類認知中有兩個「四維空間」,注意到這兩個「四維空間」的是人(包括普通人和科學家),其中普通人口中的「四維空間」又稱「四維時空」,即時空的概念,屬於物理範疇,這裡的第四緯度是時間。

在《廣義相對論》和《狹義相對論》中,愛因斯坦曾提到「四維時空」這一概念。按照愛因斯坦的理論,我們的宇宙由時間和空間組成。空間與時間的關係,就是在空間的構架上,比一般三維空間的長、寬、高三個軸之外,又多了一個時間軸,而這個時間軸是一個虛數值的軸。

人類作為三維物體可以很好的理解四維時空(空間維度和時間維度)但無法認識以及存在於四維空間,因為人類屬於第三個空間維度生物。

這四維空間才是這篇文章的主角!那究竟什麼是四維空間?

按照定義,四維空間不同於三維空間,他是標準的歐幾裡德空間,他的第四維空間是指與 x, y, z相同性質的空間,它可以擴展到 n維。在此與「四維時空」作一比較,前者屬於數學範疇,後者屬於物理範疇。

對於這個問題,數學家考克斯特給出了兩個例子:首先,假設一些生活在二維空間中的扁片人,他們只有平面的概念。把一個二維的平片人關起來,我們只要用線在他周圍畫一個圈,這樣,在二維空間裡,他就不能從這圈裡走出來了。此時,我們這些生活在三維空間中的人對它進行「幹預」,從第三個方向(即代表高度的軸向)將二維人從圓圈上拉出來,並將他放置到二維空間的其它地方。那對我們來說,是一件極其簡單的事,但在二維平片人的眼中,卻是不可思議的:一個明明被關在圈裡,怎麼會突然消失不見,然後又出現在另一個地方?

3維人也一樣,四維空間的情況和上面的情況很相似。假如我們能夠克服四維,那麼,在三維空間中瞬間跨越就不會有距離了。

當我們把一個三維球體拿到二維人面前時,他們會對「球」這個概念感到難以置信,或者否認這個球的存在,或者認為它是「神秘的」。同理,當一個四維球體來到我們三維人面前,我們三維人也只能看到圓或球,絕對不會認為這是圖象。因為我們的想像力和理解能力還不能達到四維的程度。

人們通常把時間看作是第四維,即上面提到的「四維時空」。

事實上,可以從二維生物的角度來考慮這個問題,他們所考慮的三維空間完全不同於我們所知道的三維空間,他們也將時間視為第三維,因為他們感覺不到真實的三維存在。類似地,我們現在也走進了一個誤區,把時間算為四維。也許,四維人看見我們鼓吹這些想法,也會為我們嘆息!

四維物體長啥樣?

難道人類不能理解四維嗎?它到底是什麼樣子的呢?這四維是從數學推導出來的,只能稱之為四維的相似物,雖然看圖我就是不懂!!

首先,辛頓是第一個看到四維物體的人。一九○九年,《科學美國人》舉辦了一次名為「給四維做正確的、通俗的解釋」的競賽,結果這個名叫辛頓的人創造了一個超立方體,成為世界上公認的第一個讓四維物體可視化的人。

不多解釋,直接上圖!

倘若人類在四維空間內會發生什麼呢?

《三體》的作者劉慈欣曾對此發表過自己的看法,他也認可進去的人再也不是人了,而會變成「神」的說法。

1、擁有「神」技:劉慈欣認為在四維空間裡,所有事情都是同步的,簡單來說,就是人類會擁有一些「神」技能,比如穿牆、瞬移等等。

2、可長生不老:在四維空間中,人類不受空間、時間限制,所以可以自行控制壽命,實現長生不老。

比如在《三體》中,劉慈欣就給我們描繪了這樣一個「心臟失蹤之謎」故事,一個人的身上沒有任何的傷口,但心臟卻憑空在體內消失了,對三維空間的人來說同樣是一個未解之謎。

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》到底有多有毒?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。

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。

讀完《三體》之後,歐巴馬感到震驚:「三體太有想像力了,讀了它以後,我覺得做一個美國總統也沒什麼大不了的,畢竟,我要做的無非就是和國會辯論的瑣事,而不必擔心外星人入侵。」

除了歐巴馬以外,FaceBook總裁扎克伯格、小米雷軍、360周鴻禕、騰訊馬化騰,也都是《三體》的推崇者。在雷軍看來,《三體》對他們公司的發展具有十分重要的意義,黑暗森林、降維打擊等概念,都值得他們警醒。

我在剛接觸《三體》時,立刻就被書中緊湊的劇情和作者超乎常人的想像力所吸引,書中所出現的「黑暗森林法則」、「降維打擊」等內容,徹底顛覆了我對宇宙和這個世界的認知。

《三體》共3本,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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  • 人類為什麼進不去四維空間?到底什麼是四維空間?科學家這麼解釋
    空間這個概念相信人人都有,它是一種十分縹緲的狀況,可又是極為往常的存在,從某種意義上來講,人類對於空間的認知其實並沒有比其他生物更多。科學家曾提出我們生活的宇宙是由11維的空間組成,而人類卻只能存在於三維空間,進入不了四維及以上的空間。而且人類甚至都無法理解什麼是四維空間!
  • 人類為什麼進不了四維空間,四維空間真的是穿越到另一個世界嗎?
    真正的克萊因瓶是通過四維空間的方式連接在一起,目前只能停留在思維模型中,無法真正製造出來。什麼是四維空間四維空間並不是指標準歐幾裡得空間,可以拓展到n維。歐幾裡得幾何首先分析平面幾何問題,然後分析三維立體幾何問題,接著可以拓展到n維。例如x、y、在軸之間的空間又可以剖析為n個維度。
  • 簡析是否有四維空間的存在,為什麼人類想不出四維空間?
    一根一維的線段朝 y 軸方向運動一段距離後,軌跡形成一個正方形一定是相互依存的,因為一維、二維、三維是人類給的概念,大自然中不一定存在,而且,界定是不是某維的方式是人類給的,這只是人類認識事物的工具罷了,為什麼要在什麼方向是幾維上下功夫思考呢?不管是時間,磁場,還是能量,只要能讓你更深入更全面的思考、觀察這個事物就可以了。
  • 對於四維空間或未知空間是否可能存在?
    到底什麼是四維空間?四維空間對於我們來說,其實既熟悉,又陌生。為什麼這麼說呢?對於人類來說空間的概念是十分縹緲的,我們對其的認知也並不比其他生物多多少。科學家曾提出過,我們生活的宇宙是由一個11維的空間組成,而人類只能存在於三維空間中。
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  • 四維空間到底是不是時間?為什麼愛因斯坦會說時間旅行或許不成立
    四維空間到底是不是時間?為什麼愛因斯坦會說時間旅行或許不成立對於物理學來說,有這樣一個基礎理論,那就是關於空間維度的學說,它聽起來非常神奇,但實際上,卻離我們很近。那麼,四維空間又是什麼呢?真的有這麼難理解嗎?下面,就一起來了解一下吧!三維空間就像是維度空間的基礎單位,更像是身體裡的細胞,不斷的疊加才能夠組成更高維度。而很多行外人士將四維空間中的第四維度誤認為成了時間線,實際上,這並不能夠成立。
  • 為何科學家著急想找到入四維空間,難道他們發現了什麼?
    在人類世界當中,其實是存在著很多不同維度的空間。愛因斯坦曾經表示在宇宙當中有11個維度,而人類目前生活的空間就是三維空間。如果有一天人類到了其他維度的空間去生存,那麼會發生什麼樣的事情呢?科學家一直都想要尋找四維空間,五維空間到底存在在哪裡?
  • 四維空間到底是怎麼的存在
    一般認為,我們如今生活的世界是處於三維空間內,因為以人類的認知,只能觸碰到這一點。人類至今都在摸索比三維高一維度的四維空間,據說那可能就是人死後的世界。有科學家認為四維空間的生物就是鬼,不僅如此,我們想像中的神怪,比如真龍之類的生物可能都生活在四維空間。
  • 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。
  • 四維空間存在嗎?怎麼才知道進入了四維空間?
    應該沒有人能形容出四維空間的感受,畢竟到現在為止所謂的四維空間還僅僅停留在數學遊戲中!但只要我們翻開非正式的野史,就能找到不少諸如開天眼的記載,描述非常神奇,大意是足不出戶即可了解周圍的一切,事無巨細,了如指掌,簡直就像觀察玻璃缸裡的金魚!四維空間真有這麼神奇嗎?
  • 四維空間存在嗎?怎麼知道我們進入了四維空間?
    應該沒有人能形容出四維空間的感受,畢竟到現在為止所謂的四維空間還僅僅停留在數學遊戲中!但只要我們翻開非正式的野史,就能找到不少諸如開天眼的記載,描述非常神奇,大意是足不出戶即可了解周圍的一切,事無巨細,了如指掌,簡直就像觀察玻璃缸裡的金魚!四維空間真有這麼神奇嗎?
  • 四維空間存在嗎?怎樣才能知道進入了四維空間?
    導語:應該沒有人能形容出四維空間的感受,畢竟到現在為止所謂的四維空間還僅僅停留在數學遊戲中!但只要我們翻開非正式的野史,就能找到不少諸如開天眼的記載,描述非常神奇,大意是足不出戶即可了解周圍的一切,事無巨細,了如指掌,簡直就像觀察玻璃缸裡的金魚!四維空間真有這麼神奇嗎?
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    在《論幾何基礎的假說》中,科學家喬治·波恩哈德·黎曼用幾何證明了高維度的存在,許多高維度的物體雖然看不見,但卻仍然存在於世界上,只是我們目前的科學和技術能力還無法與高維度生物對話。科學家們曾做了一個很有趣的實驗,就是將一隻螞蟻放在一張鋪平的紙上,螞蟻行走的方向只能是前後左右,也不會察覺得到,這時候就是二維空間,但是將紙張摺疊起來的時候,空間就立馬變成了三維。
  • 宇宙維度到底有多少,四維空間存在生命嗎?科學家給出了答案
    科學家給出了答案引言:維度空間一直都是科學家猜想的一種,科學家認為我們的宇宙是由很多個維度組成的,我們生活的空間是三維空間,三維空間就是由長寬高這三個維度組成的,但是科學家認為宇宙中有很多維度空間,我們生活的三維空間只是非常低端的一種空間而已,在三維空間上面還有四維空間,五維空間,六維空間等等,雖然這些都是科學家的一種猜想,但是我們也不能夠否定他們就是不存在的
  • 靠夢境,可以進入四維空間?科學家這樣解釋
    靠夢境,可以進入四維空間?科學家這樣解釋雖然目前人類的科技可以解釋大部分的自然現象,但是畢竟科技水平發展仍然處於科學猜想中的初級階段,所以現實生活中我們依舊還有很多事情是暫時無法用科學去解釋的,比如球形閃電、消失的樓蘭古城、月球起源、神秘的大西洲等等,就不說這些自然科學,就是我們人體也有著很多未解之謎,比如夢境。
  • 人類明明在三維空間,大腦卻在四維空間,科學家為何會這麼說呢?
    只不過對宇宙的探索,多年以來我們一直沒有進展,那麼宇宙到底有什麼秘密呢?人們所熟知的點、線、面,其實是一維空間的產物。在一維空間之內,生物大多只能上水平活動,它們並不知道上下是什麼。像二維空間裡面的生物就更好理解了,大多都是比較低級的動物。據說在他們的眼中,人類這種生物根本不存在。
  • 四維空間真的存在嗎?
    四維空間是人類的一種猜想,目前還無法證明四維空間就真的存在,而且也無法知道四維空間是否就是人類想像中的在三維空間加上一個時間維度。四維空間到底是如何而來的概念呢?既然四維空間是在三維空間中加上一條時間軸的話,那麼在四維空間中的時間就會跟三維空間有很大的不同。或許在四維空間中,時間可以隨意倒流,那麼真的是這樣的嗎?我覺得即使在四維空間中,我們也是不能夠控制時間的流動的。
  • 人類作為高級生物,為什麼人類想像不出四維的空間?
    人類作為高級生物,為什麼人類想像不出四維的空間?就是因為我們是三維空間物種,所以想像不出所謂的四維空間。又或者所謂的四維空間根本不存在!也可以這樣理解,低一級的維度都是高維度的投影,比如我們熟悉的三維空間投影就是一個面,二維空間!還有一種理解方式,找到一個垂直於三位空間的長寬高的軸線,就形成了四維空間!那麼按照這種理解方法,四維空間應該是由無數個體(三維空間)組成,而且三維空間是四維空間的投影。
  • 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。