何為四維空間?生活在三維空間的我們,能到達那裡嗎?

2022年10月06日00:32:53 科學 1935

三體當中,高等文明的二向箔武器令人窒息,它產生的降維打擊將整個銀河系變成「一幅畫」。

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「降維打擊」

人們不禁思考,何為維度空間?什麼又是四維空間?生活在三維空間的我們能夠到達那裡嗎?

何為四維

四維空間是一個數學概念,數學家們將三維時空看作是由x軸、y軸、z軸構成的立體空間,而在三個基本軸稱加上一個時間軸,就是四維時空

這是最簡單而基本的概念,數學家們也通過低維空間的變化來定義四維空間,比如一維空間就是一條直線,無數的直線相加形成了一個平面,也就是二維空間。

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0~5維空間

無數個平面疊加起來變成了一個立體的空間,在空間當中既存在寬度,也存在厚度,人們就生活在這樣一個三維空間當中。

以此類推,無數個三維空間的疊加,就是形成四維空間的基礎,這種疊加狀態可能比人類想要複雜得多。

比如這種疊加的空間狀態可以精確到秒,人類時間線上,無數秒空間的疊加,已經完全超乎了人類的想像。

以邏輯思維無法去推測四維空間的存在,四維空間具體究竟是怎樣的沒有人說得清楚,只能抽象地表達出一種概念

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四維空間構想

就像是二維空間的存在無法理解生活在三維空間的人類,生活在二維空間的生物,無法理解所謂的立體。

因為在它們的世界和思維當中,只存在有長度和寬度,它們難以認知高度的存在,即便是認識到自己的世界生活在二維,也無法在思維當中形成三維的結構。

在人類看來如此簡單的事情,對二維生物來說,可能是永遠無法企及的東西。

同理,人類在理解四維空間的時候,就變得和二維生物理解三維空間一樣。

四維空間特點

首先,四維空間的特點就是時間的可逆性,因為在四維空間當中,所有的時間都是疊加起來的,如果人類生活在四維空間當中,可以通過一個時間軸,回追溯這個時間軸上的任意一點。

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四維空間暢想

簡單來說,這個生活在四維空間的人類,可以隨意回到過去的任意一個時間。

不過這條時間軸已經被固定下來,雖然能夠回去,但是無法改變時間的發展軌跡,具體究竟是一種怎樣的狀態回到過去,是否會產生悖論,人類無從得知。

其次就是空間的無限大,1858年,數學家莫比烏斯發現,將一根紙條扭轉180°後,再將兩頭粘貼起來,顯得非常神奇。

普通的紙條有正反兩個面,而粘貼之後的紙條變成了一個面,放在上面的螞蟻爬完整張紙條的時候,不必越過它的邊緣。

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螞蟻永遠爬不到盡頭

一些在平面上無法解決的問題,竟然在莫比烏斯帶上得到了解決。

有人推測,這條莫比烏斯環很有可能幫助人類去理解四維空間。

果然受到啟發的克萊因在1882年,就製作出了著名的克萊因瓶,克萊因瓶被視作是連接四維空間的物體。

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瓶子的底部有一個洞,瓶頸與底部的洞相連接,這個瓶子沒有邊,也沒有內外之分,意味著在這個瓶可以裝下整個宇宙的水。

不過,克萊因瓶在三維空間當中很難表現出自己的特異性,只有放在四維空間,才能夠表現出原本的模樣。

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克萊因瓶CG

三維空間中的克萊因瓶只能是個構想,科學家造出的玻璃模型代表著對四維空間的一種猜測。

有趣的是,將克萊因瓶從中間豎著切開,就可以得到兩個莫比烏斯環,這讓數學界的理論之間,相互連接了起來。

總之四維空間是非常奇妙的,處於當中的所有物體,都超越了人類的認知,只有人類換一種思維方式,才有可能更好地去認知四維空間。

人類有可能抵達四維嗎?

答案是否定的,拿三維和二維舉例子,如果將人類降維打擊,放在二維當中,人體的所有器官都無法正常運行。

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二維空間構想

在沒有厚度的平面上,人類似乎連標本都算不上。

所以,人類想要抵達四維空間,必須要改變已有的形態,去適應四維空間當中,無限疊加的狀態。

人類究竟會變成什麼樣子,很難說的清除,有可能會變成一個「精神體」,任憑四維空間的疊加,都無法影響到人類的活動。

而且精神體也無法干涉四維空間的時間軸,符合四維空間本質特徵。

有人猜測,人類的精神思維很有可能就是處於四維時空甚至更高維度的時空,比如說,在人類做夢的時候可以任意穿梭時間軸,甚至還可以在不同的時間軸之間穿梭。

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時空穿梭構想

具體來講,當一個人在現實當中沒能考上自己心儀的大學,但是在某一天的夢中考上了,也就是說這個人的精神體穿越到了其他的時間軸上。

不過許多科學家並不認同這種猜想,因為一些科學家認為,人類的夢是大腦皮層記憶因素使然,並沒有如此玄幻。

甚至有人還猜想,人類時候「精神體」就前往了四維空間,肉體是束縛人類前往四維空間的最根本因素。

後者的猜想也不無道理,因為肉體確實是限制人類前往四維空間的因素,但是究竟人類死後是否存在「精神體」,這是無從得知的。

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精神體構想

要知道,肉體是人類在三維空間存活的根本,要實現維度的跨越,對人類來說幾乎不可能。

也許只有等待某一天,高等的外星文明降臨到太陽系,對人類來一次「四向箔」的升維打擊,不過這種高等文明究竟是否存在都是個未知數,一切都變得如此玄妙。

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外星人構想

維度時空

人類生活在三維時空當中,當時空維度繼續向上伸展的時候,一切都變得奇妙起來。

四維時空自然不必說,當時空達到五維的時候,時間線出現分支,時間的流向不再是單向而行,而是有無數的分支組成。

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五維空間模型

當某個人做出選擇的時候,就有可能產生許多的分支線,處於五維時空的生物,可以在各個時間線之間穿梭,它們可以自由的控制時間

電影《星際穿越》當中,當主角掉入到「黑洞」,並且進入了一個奇妙的世界,這就是作者腦海當中構想出的高維時空。

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黑洞

在這種時空當中,一切的時間,就像是陳列在書架上的書一般,清晰可見。

六維時空,就是扭曲五維時空的所有時間線,使得所有時間點相交,簡單來講就是可以通過直接扭曲任意的時間點,來得到想要的時間線。

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六維空間構想

而且無需經過時間線,可以直接得到想要的結果。

七維空間,可以將六維空間視作一個點,無數六維空間的點組成的線,就是七維空間,處於當中的生物可以直接得到自己想要的結果,而無需做出任何改變。

起點是無限可能,終點是無限可能,但只會出現自己想要的結果

達到第八維度之後,時間線將延伸至各個宇宙,每個宇宙為奇點串聯成時間線,這個時間線經歷了宇宙誕生到結束的整個時間。

九維時空,每個宇宙的時間線相交,可以在宇宙的任意節點開始。

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九維空間構想

十維,包含了前九維度的一切可能性

十一維,十維空間加上記憶和感知構成。

三維之上的所有維度都存在於理論當中,沒有科學的實驗表明是否真實存在,所以大家看個開心就好。

浩瀚的宇宙還有太多人類的未知,相信在未來,人類能夠揭開宇宙的奧秘

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