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

2020-12-24 村裡大鳳姐

許多好萊塢大片向我們展示了四維空間的魔力。例如,在《星際迷航》中,庫珀在蟲洞四維空間的行為被以引力的方式映射到研究中,他的女兒能夠發現並拯救地球!科幻巨著《三體》也對四維空間中的許多橋段進行了描述,其中包括四維空間中破壞水滴的經典情節!

所以在現實中,如果有一個四維空間,我們能進入它嗎?會有科幻電影和科幻小說中描述的那種神奇現象嗎?

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。我們在三維空間。它的基本要素是長、寬、高,這是我們生存的必要條件。即使有機體中的每個原子除了平面大小之外還有一個三維尺寸,它也不是一個平面結構,所以它不能在平面上生存!

二維是指平面。它沒有高度,只有長度和寬度。我們無法想像在正空間會有生物。它應該只是我們想像中的一個空間,因為它沒有厚度,不能與三維平面有太多的聯繫。其實,三維空間中有這樣一個空間,我們無法感受到沒有厚度的東西,即使穿過我,我們的身體呢?

一維是一條線。它沒有直徑,但可以無限長。同樣,除了我們描述的數學模型之外,也不會有任何我們能理解的三維元素!

零維是一個沒有尺寸的點。看來黑洞的奇異性符合這個定義,所以廣義相對論和量子力學不會在奇點上失敗。然而,黑洞奇點並不僅僅是一個點,因為它巨大的質量會影響三維時空,形成一個無限扭曲的時空漩渦!

那麼四維該怎樣來理解?

除了長度和寬度,還有一個在二維空間中無法理解的高度。以此類推,除了三維空間的中長、寬、高之外,還有一個維度是我們無法理解的。如何理解這個維度其實並不容易理解。就像克萊恩瓶的四維物體,在三維空間裡,它是互相交叉的!

但是在這四個維度中,從瓶口返回到瓶子內部是可能的,而不需要穿過表面!這聽起來是一個非常有趣的描述,但事實上,它是非常可怕的。從四維人的角度來看,三維世界中的物體實際上是三維的。與我們眼睛的立體視覺不同,真正的三維視覺可以同時看到一個物體的六個側面!

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!

從四維空間的特點來看,劉慈欣的描寫不是問題。對於四維人來說,三維空間中的任何東西都可以從額外的維度進入,而不會破壞其表面。如果有一個四維手術室,那麼對人體進行手術簡直是一件輕鬆輕鬆的事情。它不需要手術刀來切割人體表面,而是直接實施內部有病變就可以看清楚,甚至細胞級病變也可以剝離!

絕對沒有癌細胞切除不乾淨和復發的問題,而剝離的人體可以正常工作,當然,建議休息比較合適,但對於手術方來說,沒有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?

四維空間聽起來很吸引人,但我們必須面對的問題是,四維空間中的額外維度會對三維空間產生多大的影響!我們知道三維空間有四種基本力,即重力、電磁力、強力和弱力!

其中,引力是天體運動的基礎,電磁力是物體存在的基礎,電磁力、強弱力是物質基本粒子的基礎。如果這些參數與四維空間中的三維空間一致,那麼世界將繼續存在,否則三維生物將開始解體!

引力和電磁力還能保持一致嗎?

三維空間中的引力場和電磁場(靜電場),根據高斯定理(矢量通過任意閉合表面的通量等於矢量在封閉表面所包圍的體積上的散度積分),它的定義可以是:通過封閉表面的電通量重力通量與該表面周圍的電荷質量成正比!

三維空間中二維球體的面積公式為4πR^2。面積與半徑距離的平方成正比。高斯定理成立,場強與半徑距離的平方成反比。

那麼問題就來了。四維球體的表面不再是二維球體,而是三維超球體。它的表面積將與半徑的立方成反比,重力和電磁力也將變成反立方。總之,與三維空間相比,四維空間中的距離將大大縮短。如果三維空間中的距離仍然保持不變,那麼重力和電磁的相位將減小,相互作用將減小到1R!

如果我們創造一個四維空間,其實重力對它的影響不會很大,但宏觀上人體是由電磁力相互作用而成的。如果電磁力減小到原來的1R,那麼人體可能會分崩離析!你一定會後悔進入三維空間,甚至讓你懷疑上帝的生命!如果太陽系經過四維碎片,地球圍繞太陽的軌道將不存在,由重力組成的地球也將解體,太陽系也將不復存在。

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!

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。

雨果獎的地位,相當於科幻藝術界的諾貝爾獎,而劉慈欣不僅是第一個獲得這個獎項的中國人,也是第一個獲此殊榮的亞洲人,被盛讚:「這個人單槍匹馬,把中國科幻文學提升到了世界級的水平!」

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。

地產大佬潘石屹,有次向大劉請教《三體》第二部裡的黑暗森林法則,說自己整整看了三遍!

不過大劉淡定回復道:隨便看看就行,沒必要讀那麼多遍的。

歐巴馬在看完《三體Ⅰ》後,意猶未盡。但當時美國市場只有《三體Ⅰ》,那會兒他還是總統,就讓秘書發郵件給劉慈欣要第二三部。

結果劉慈欣以為是垃圾郵件,果斷給刪了……直到後來,美國外交部找到中國外交部協調此事,大劉才轟然醒悟,原來這事是真的!

以國家政府名義向作者催稿,歐巴馬當時對《三體》中毒頗深啊!

對了,在《流浪地球》中還有一個彩蛋,就是歐巴馬客串了一場。起初大家還以為是在網上找的畫面進行拼接的,結果竟然是真人出演。

也得益於歐巴馬、扎克伯格、潘石屹、馬化騰、雷軍等大佬的鼎力推薦,《三體》的銷量無論是國內外都高居科幻小說榜單前列,2015年已經超過 100 萬冊。

但劉慈欣堅持作家應該隱藏在作品後面,所以很少離開自己生活的小城陽泉,連得了「雨果獎」都沒去頒獎現場。生活上更是簡單至極,上班工作,下班寫小說、帶女兒,偶爾在科幻論壇裡和網友吹水。他一直對外堅稱:「我只是個普通人。」

唯一的特別之處是,他堅持每天晨跑 10 公裡,因為希望 30 年以後,自己還有機會可以上太空。

但就是這麼一個無比「普通」的人,卻寫出了帶著地球在宇宙流浪 2500 年這麼浪漫的描寫,寫出了一個又一個浩瀚的宇宙。

教育部今年首次向全國中小學生官宣了課外書單,來自國家教材委、高校、中小學校的110多人專家團隊,從古今中外浩如煙海的圖書中精選了300本,引導學生們讀好書、讀經典。其中,就有劉慈欣的小說《三體》。

對於還沒有看過《三體》的朋友,強烈推薦這套書,大人和孩子皆宜,值得反覆品讀,不需要理科基礎也能看懂。

《三體》共3本,分別是:《三體I》——地球往事、《三體II》—— 黑暗森林、《三體III》—— 死神永生,一部比一部好看。

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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