無理數可能是高維世界的數字。
在高維世界裡,無理數是非常簡單的,它之所以無限不循環,只是低緯世界的一個錯覺。下面是推理過程,這種理論是正確的嗎?
我們以√2為例,它是:1.414213562373095048801688724209698078569……
在歷史上,曾經有過因為無理數而發生的流血事件,公元前500年,就有個叫希伯索斯的倒黴蛋發現了無理數,因為畢達哥拉斯學派的迫害,而流亡他鄉。
就算這樣還沒完,最後在海上,他被派去的追殺者,扔到海裡殺害了。
為什麼數學上一定要有無理數呢?
中國數學家很自然地接受了無理數。
劉徽說出了無理數的本質,√2的實際意義很簡單,它表示邊長為1的正方形對角線的長度。
在一根數軸上,無論怎麼標,你都無法標出√2。
但在二維平面上,√2是非常自然而然的一個數字,只要x軸上長度為1,y軸長度為1,連接兩點,√2就出現了。
在二維平面上我們可以很優美地表達√2,√2其實就是向量(1,1)的長度。
但是我們把這個二維數字,硬生生地旋轉,壓縮到一維平面上,無理數產生了。
以此類推,量子的不確定性,就是因為量子本身的世界是高維世界,但人類是在低緯世界觀察,類似產生了無理數效果。
想像一下,假如有個外星文明,他們的數學最初就是建立在二維平面上的數學,他們根本沒有一維的數軸,他們理解無理數就更簡單了,也許他們最小數就是(0,0),下一個數就是(1,0)或者(1,1)……
這裡只是打個比方,也許他們用一個奇怪的字母比如ξ來表示二維空間的(0,0)。
如果一個高等文明一開始就是以二維空間數學作為基礎,應該科技發展會比我們發展更快,它們看待一維數軸就像我們看待0維的點一樣毫無意義。
同樣我們發現:開三次方意義存在於立體圖形中,它必須在三維坐標系中才有意義,開四次方那就代表四維空間的圖形計算方式。
開5次方和5次冪的意義就必須在5維空間才有意義。
數學運算法則竟然和高維空間有著密不可分的關係。
再舉一個例子,比如,單獨數軸上標一個π是沒有任何意義的。
他只有在幾何圖形圓存在的情況下才有意義。
而且因為它是超越數,π不是任何代數方程的根(π不能是方程的係數),所以你也無法通過建立函數的方式在數軸上標出來。
在數軸上標出π的唯一方法就是,把一個直徑為1的圓,周長展開鋪在數軸上。
如果沒有圓形,人類數學中永遠不會有π這個數字存在。
還有一個理解方式:有理數可以看成是某個一元一次方程的根,也就是一元一次函數與軸的交點,這個函數是直線。
開平方數都可以表示成一元二次方程的根,也就是曲線與X軸的交點。
以數學的角度來看,曲線顯然是2維的。
所以,有理數是一維的直線上的點,開平方數是二維曲線上的點。
而像超越數π,不是任何代數方程的根,就更神秘。
高維空間中的很完美優雅的數字,投影到低維空間裡,竟然像一隻飄忽不定的幽靈。
假如有低維的生物,看到√2,它們會永遠無法理解這個神奇的永遠沒有盡頭的幽靈數字有什麼意義,而在我們看來卻很簡單。
我們人類去想像四維、五維空間,更是難於上青天。
但毫無疑問,如果存在高維生物的話,他們看待高維空間同樣是優美的,那是一個美妙和諧的世界,無理數在他們眼中同樣簡潔優美。
我們把那些高維生物稱作是神。