如果人類進入四維空間，你能想像會發生什麼？科學家：懷疑人生

2020-11-12 星辰大海路上的種花家

很多好萊塢大片都向我們展示了四維空間的神奇，比如《星際穿越》中庫伯在蟲洞的四維空間內的動作以引力的方式映射到了書房內，他女兒得以發現從而拯救了地球！而科幻巨著《三體》也有一個描述四維空間的多個橋段，其中還有四維空間中破壞水滴的經典情節！

那麼在現實情況下，假如真的存在四維空間，我們能進入嗎？會不會有科幻片和科幻小說中描述的那種神奇現象？

四維空間是怎麼樣的？我們如何來理解四維空間？

三維空間很容易理解，我們就處在三維空間中，它的基本要素是長、寬、高，這是我們生存所需的必須要素，因為即使是生物體內的每一個原子，它除了平面尺寸以外，還有個有立體尺寸，它不是一個平面結構，所以無法在平面上生存！

而二維指的就是平面，它沒有高度，只有長和寬，我們無法想像正的空間內會有生物存在，它應該只是我們想像的一個空間，因為它沒有厚度，無法和三維平面有過多的聯繫，其實在三維中存在這樣一個空間，我們也無法感受到，沒有厚度的東西，即使穿過我們身體又如何呢？

一維是一條線，它沒有直徑，但可以無限長，同樣這樣的一維中也不會有我們理解的三維元素可以融入其內，除了我們描述它的數學模型以外！

零維則是一個點，這是一個沒有尺寸的點，似乎黑洞奇點很符合這個定義，所以廣義相對論和量子力學都無法在奇點處失效了，但黑洞奇點並非只是一個點，因為它巨大的質量，會影響三維時空而形成一個無限扭曲的時空漩渦！

那麼四維該怎樣來理解？

二維空間中除了長、寬外還存在一個二維空間無法理解的高，以此類推，四維空間中除了三維中長、寬、高外，還有一個我們無法理解的維度，怎麼來理解這個維度呢，其實不好理解，就像四維物體克萊因瓶，在三維中它就是相互交叉的！

但在四維中卻可以從一個額外的維度從瓶口回到瓶內，而不和表面交叉！聽上去似乎只是很好玩的一個描述，但事實上卻非常恐怖，在四維人的高度來看三維世界的物體，是真正三維的，不像我們雙眼的立體視覺，那種真正的三維視覺可以同時看到物體的六個面！

並且還可以從額外維進入到裡面，而不破壞其表面，《三體》中就描述了一個四維世界碎塊經過地球的神奇現象，1453年5月，拜佔庭帝國的魔法師狄奧倫娜從封鎖嚴密的地牢中把安那託利亞戰俘的大腦從腦袋中取走了！

從四維空間的特性來看，劉慈欣的描述並沒有問題，對於四維人來說，三維空間中的任何東西，都可以從額外維進入而不破壞其表面，假如有一個四維手術室，那麼給人體動手術，簡直就是輕而易舉的事情，不用手術刀切開人體表面，直接在內部實施，而且所有病灶都看得清清楚楚，甚至可以進行細胞級別的病灶剝離！

絕對不會存在癌症的癌細胞切除不乾淨而復發的問題，而且剝離時人體可以正常工作，當然理論上還是建議休息比較合適，但這對手術操作方來說，並不存在什麼不可逾越的障礙！

這麼神奇的四維，要是真發現了，將會對人類生活產生天翻地覆的影響！

假如進入四維，人類會怎麼樣？

聽上去四維空間非常誘人，但卻必須要面對一個問題，四維空間中的額外維將對三維空間產生多大的影響！我們知道三維空間物體存在有四大基本作用力，分別是引力、電磁力、強力和弱力！

其中引力是天體運行的基礎，電磁力則是物體存在的基礎，電磁力、強力和弱力則是構成物質基本粒子的基礎。如果這些參數也能在四維空間中和三維保持一致，那麼世界將繼續，否則那麼三維生物就要開始土崩瓦解了！

引力和電磁力還能保持一致嗎？

引力場和電磁場（靜電場）在三維空間中，按照高斯定理（矢量穿過任意閉合曲面的通量等於矢量的散度對閉合面所包圍的體積的積分），它的定義可以是：穿過一封閉曲面的電通量/引力通量與該曲面包圍的電荷/質量成正比！

三維空間中二維球面積公式是4πR^2，面積和半徑/距離的二次方成正比，高斯定理成立需要場強與半徑/距離的平方成反比。

那麼問題來了，四維中的球體表面不再是二維球面，而是三維超球面，它的超球面表面積將和半徑的立方成反比，引力和電磁力也將變成立方反比，簡單地說，比起三維空間中，四維空間中的距離將大大縮小，如果仍然保持三維中距離的話，那麼引力和電磁相互作用將縮小到原來的1/R！


如果創造出一個四維空間的話，其實引力不咋會影響，但宏觀人體是電磁力相互作用構成的，如果電磁力縮小為原來的1/R，那麼人體可能就分崩離析了！你絕對會後悔進入三維空間，甚至讓你懷疑神人生！如果太陽系經過四維碎塊的話，地球繞著太陽公轉的就不存在了，引力構成的地球也將土崩瓦解，太陽系不再存在。

微觀世界會怎麼樣呢？

其實發生改變的不只是宏觀世界，元素可能不太會改變，但電子層可能就不一樣了，因為四維空間中可以容納更多的電子（每個能級可以容納4P軌道），所以它的化學屬性可能會大變，比如鎂將變成惰性氣體！

而人體組成的各種元素之間性質大變，比如氧的電負性改變了，新陳代謝無法繼續，各種生物化學反應無法進行，甚至電子數改變後無法構成原來的化學鍵，它們構成的有機整體成了沒有根基的大樓！所有物質將展現和三維空間中完全不同的特性，也許四維空間中將生成新的生物，但我們無法進入四維！

那是一個對三維不友好的世界！

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    如果人類進入4維空間，會變成什麼？德國數學家證明了4維空間存在如今人們對空間維度越來越感興趣，例如很多人疑問，高級文明是怎麼看待人類的？他們對地球的降維打擊，是不是就和人類踩死一隻螞蟻那麼簡單？不知道大家有沒有過這樣的幻想，假如人可以進入四維空間的話，那麼進入四維空間的人還能稱之為是一個完整的人嗎？如果不是稱為我們日常口中的人的話，那麼又該稱之為什麼？這個問題聽起來很是繁瑣，可當你真正仔細的去思考這個問題的時候你會發現，原本繁瑣的問題也變得那樣條理清晰。
  • 四維空間是否真實存在,人如果進入四維空間,將會發生什麼?
    如果我們試圖與二維空間發生接觸，將手指按在一個平面上，那麼平面上的生命看到的也只是一個點，這個點就是三維空間在二維空間的投影。人如果跨越本身的空間維度，會發生什麼呢？一個人如果從高維空間進入低維空間，那麼將會碎成粉末。
  • 若是人類進入四維空間會發生什麼?不被量子化,能否成為「神」?
    同時三維空間也束縛著人的思想和認知。 目前，誰也不知道四維空間是怎樣的，只是從理論上認同第四個空間維度是存在的。 那麼，四維空間會是怎樣的呢？
  • 為什麼人類想像不出四維空間的樣子，而夢境卻能進入？
    人類想像不出四維的空間樣子，這與人類想像不出宇宙的樣子是一個道理。宇宙有多大？它有沒有邊際？如果有邊際，那邊際的外面是什麼？這是目前人類還無法突破的認知。同理，四維空間也是這樣，人類用長、寬、高的思維模式無法想像出另一維的樣子。雖然愛因斯坦說，長寬高再加時間就是四維。但是這種解釋也無法讓人理解，因為時間是看不見摸不著的，能否作為維度值得考證。那麼，四維空間會是怎樣的呢？