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?

2020-12-05 科學信仰

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零維空間是一個點,一維空間是一條線,二維空間則是一個平面,而我們則生存在三維空間之中。

那麼,什麼是維度呢?簡單來講,就是通過空間內的任意一點能夠畫出幾條相互垂直的直線,那麼這個空間就是幾維空間。零維空間只是一個點,無法畫出直線,所以被稱為零維。一維空間本身就是一條線,所以在空間中只能夠畫出一條直線,因此稱為一維。

二維空間是一個平面,在一個平面上我們能夠畫出兩條相互垂直的直線,而在三維空間之中,我們可以畫出三條直線相互垂直,也就是我們所說的長寬高,三維空間是立體的。那麼在三維空間之上是否存在著更高維度的空間呢?超弦理論認為高維空間是存在的,而且擁有十個維度。

超弦理論認為空間有十個維度,但宏觀世界中只有三個維度,更高維度的空間則蜷縮在普朗克尺度上,也就是10∧-35米。

超弦理論是一種沒有任何實際證據的理論,超弦理論存在的意義在於,在加上一維時間的基礎上,四種基本力可以實現統一。維度與其說是一種客觀存在的空間現象,倒不如說是一種工具更為恰當,因為維度這個概念本身就是人類進行探索研究所發明的理論工具。

從數學意義上講,維度是存在的,高維空間也是存在的,但從現實世界來看,我們無法得知高維空間是否真實存在。即使存在,我們也無法看到其真容,甚至無法準確地將其描繪出來,而只能看到它的投影。這是因為低維空間是無法準確描述高維空間的。

這就如同二維空間無法認知三維空間的全貌是一樣的。

作為三維世界的人,我們可以在一個平面上畫出一個擁有長寬高的坐標系,但本身處於二維世界的人是做不到這一點的。我們可以假設二維世界存在著生命,比如在一張紙上所畫的兩個小人是擁有生命和意識的。

那麼對於這兩個小人而言,它們看對方只不過是一條線而已,這就好像我們三維空間的人看別人都只是看到對方的一個面而已。那麼二維空間的小人是無法跳出平面來畫一個擁有長寬高的坐標系的,他只能畫出線和線段而已,所以他是無法準確描繪出三維世界的樣子的,而且只見過線的他也根本無法想像三維世界的樣子。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。兩個二維空間的人看對方只能夠看到一條線,而無法看到對方身體的內部,但三維世界的人可以,我們可以看到二維世界中小人的身體內部,也就是說低維度在高維度面前是完全展開的。

人類的身體在三維世界中是封閉的,而如果進入二維世界,那麼則要進行低維展開,我們的內臟器官、組成器官的細胞都要進行展開,毫無保留地展開在平面之上,屆時我們將會蕩然無存。既然高維度的人無法進入低維度空間,那麼低維度的人是否能夠進入高維度空間呢?如果進入到高維度空間又會發生什麼呢?人如果進入到四維空間,那麼對於三維空間而言,他將是無所不能的。

如同二維空間在三維空間是完全展開的一樣,三維空間對於四維空間而言,也是完全展開的。

這種展開既是空間層面的,也是時間層面的。這是一種難以理解,更難以描述的狀態,比如身處四維空間,可以伸手掏出三維空間中一個人的心臟,而這個人的體表卻是完好無損的。這就是空間層面的展開。

而在時間層面,三維世界的某一時刻是四維世界全部時間的投影,而身處四維空間,能夠看到三維空間的過去和未來,因為三維空間的時間在四維空間也是完全展開的,而且在這裡時間是雙向的。由於多了一個維度的關係,你還會感覺到四維空間無比的寬闊,是一種無法描述和理解的寬闊。不過三維空間的人如果進入到四維空間,將顯得非常脆弱。這就好比二維世界的紙片人進入到我們的三維世界一樣,他沒有厚度,身體構造暴露無遺,輕微的觸碰都會導致其喪命。

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