高維空間一直很多科幻小說與電影中一個極其高階的設定,它的存在使得很多在三維空間中無法完成的任務瞬間迎刃而解,當然高維也成了很多陰謀論者認為外星人早已存在地球上的一個理由!
那麼從科學的角度分析下,一個生命體從二維到四維,會有什麼變化,能從理論上證明四維空間也適合人類生存嗎?
生命是否能從二維到四維,估計誰都沒法直接下結論,要回答這個問題,必須要從二維開始到三維以及四維有個比較明確的理解才能下個結論。
從零維到四維:零維是一個沒有尺寸的點,一維就是無限多個點的集合,二維就是無數平行的線組成!三維就是無數個二維平面堆疊,那麼四維呢?是創造出一個新的解釋方式還是無數個三維的堆疊?當然根據數學意義上的四維,它就是無數個三維組成的,我們所在的三維空間只是一個四維空間的切片!
生命從低維到高維,它是一個什麼樣的過程?
點和線很明顯無法構成生命,其實二維也無法構成生命,因為構成生命的每一個原子都具有三維尺寸,那麼我們假設二維可以存在生命,它如何從二維到三維嗎?會是怎樣的過程?很明顯二維平面中的生命如果到了三維,它可能會被一陣風颳走,也可能因為本身各個系統的因素,在三維中自然的分裂成了數塊!
對於二維生命來說,三維人的操作可以凌駕於二維生命之上,比如可以將二維封閉框(比如二維監獄)中的物體不經過二維平面直接取走放到二維平面的另一個區域,對於二維生命來說,這個物體在它們的世界中突然消失,然後又突然出現另一個區域出現!
從三維到四維
我們很容易理解二維,也能理解三維,因為我們都能看到,比如上文中的二維監獄是一個封閉的框,三維中的保險柜是一個封閉的六面體,當然至少得四面體,比如用鋼筋水泥封閉起來銀行金庫,那麼除了要鑰匙打開大門外,其他就沒有任何辦法了!
假如按三維人看二維那樣理解的話,四維看三維,完全可以從那個額外維直接將這個封閉保險柜中的任何物體取走,我們卻看不到它是怎麼消失的,如果將它放回三維,我們也無法發現它是怎麼出現在三維的,根本就無法跟蹤路徑,因為它是從我們了解以外的額外維過來的。
生命在四維會怎麼樣?
從四維人看三維的理解,我們到四維是非常危險的,因為整個身體就處在裸奔狀態,而這個裸奔並不是沒穿衣服,而是所有組織,甚至每一個原子都暴露在四維空間中,簡單的說就是不設防的,四維空間中的任何生命體可以進入我們內部或者取走任何「零件」!
而且我們也不知道四維中有啥風,因為二維到了三維中,一陣風就刮跑了,三維人到了四維中,是不是一陣風就被吹散了,確實不太好說哈,但至少風颳過來的四維塵埃都能進到體內!當然副產品也是很爽的,可以全方位無死角的觀察三維空間,一個原子都逃不過你的眼睛,比核磁共振清晰一萬倍!
當然最理想就是視覺以四維的方式觀察,而人體仍然處在三維狀態,也許這就是所謂的開天眼,即使只能看,那也是功德無量啊!
一切盡在掌握
四維空間看起來很是牛逼,儘管三維生物難以再四維中存活,但要是按四維方式生長的生命,是不是就可以存在呢,比如我們宇宙是不是真的是在高維空間中呢?
其實嚴格的從物理意義上來看,四維空間中的物質存在是值得商榷的,因為在三維中的二維球面的面積與距離平方成正比,但在四維中,則是和距離的立方成正比,如果粗暴理解的話,四維中的離看起來比三維中要遠得多,當然我們只能以三維投影來理解四維中的距離。
這會導致一個問題,構成物質關鍵的相互作用力,比如電磁力和引力等,要比三維中小得多,也就是是說,如果要以電磁力構成宏觀物質時,物質之間的距離要更緊密,而以引力構成的行星和恆星,需要更小的體積才能達到三維空間中的同樣的結果!
但從三維跨越到四維中,並不會產生這樣的劇烈變化,因此當年ESA的科學家有一個觀點,四維空間中的行星和恆星運動的不穩定的,但何止是不穩定,簡直可能分崩離析!而已電磁力相互約束的宏觀物體,比如人體也會處在極其尷尬的地位!
因此《三體》中描述的進入四維碎塊中的「墓碑」是非常危險的,還有藍色空間號上的人進入第四維徹底佔領萬有引力號也同樣存在障礙,當然還有一個思路可以解決!以三維小宇宙的方式在四維中遨遊,既能享受四維帶來的絕佳好處,還能躲在三維中不受影響!至於怎麼來實現就不是種花家所考慮的問題了,咱只管出餿主意!