深度長文:如果人類進入四維空間,會怎麼樣?(建議收藏)

2023年11月05日15:18:06 科學 1573

之前的科普文中,詳細描述了四維空間的概念,簡單說就是「在三維空間的基礎上,再增加一個空間維度」就是四維空間。

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但是有一個問題,這多出來的一個空間維度到底在哪裡?如何存在?我們並不能具體理解,只能從數學概念上理解,或者通過類比的方式理解。

還有一點,很多人強調「四維空間」與「四維時空」有本質不同,認為空間就是空間,時間就是時間,兩者毫無關聯。實際上恰恰相反,空間與時間是有機的整體,兩者不可分割,必須同時存在,空間和時間就像是一個東西,只是表現形式不同罷了。

從這點上來講,單獨討論四維空間或者三維空間其實是毫無意義的,因為任何空間維度都不可能獨立存在。這是否意味着,某種程度上來講,時間也算是另一個空間維度呢?

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看到這裡,認為「時間不可能是空間維度」的夥伴們肯定會嗤之以鼻:你連四維空間和四維時空的區別都沒有搞清楚,還在這科普?

如果你是長期關注我的粉絲,肯定不會有這樣的質疑。至於時間會不會是另一個空間維度,後面我會具體分析,我們暫且先認為「時間並不是空間維度」,討論一下人類進入到四維空間會怎麼樣。

簡單來講,人類會瞬間斃命。為什麼?

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讓我們先從三維空間開始說起。我們生活在三維空間里,準確來講是「四維時空」,這是毫無疑問的。三個空間通俗理解分別是長寬高,這三個維度互相垂直。

那麼四維空間(或者說是五維時空)是怎樣的呢?

我們先來通過二維空間與三維空間的對比,來理解四維空間。假設二維空間里存在生命,如果讓二維生命來到我們的三維世界,結果會怎麼樣呢?

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很明顯,會死亡。因為二維生物就像一個「紙片人」那樣,只能存在於二維平面,他們甚至不能擁有消化系統,一旦來到三維空間,二維生物的身體就會轉移到第三個維度,如此改變足以瞬間殺死二維生物,因為這意味着二維生物的身體會被徹底「撕裂」。

同樣的道理,位於三維空間的人類一旦前往四維空間,結果也只能是死亡,因為我們的身體同樣會被轉移到第四個維度,這樣的轉移是我們無法承受的。下面來列舉一下可能的死亡方式。

第一,元素會出現異常。對於由基本粒子組成的人類來講,一旦來到四維空間,所有的基本粒子仍舊存在,三維空間的物理定律也適用,但不同的是,微觀粒子之間的相互作用會發生變化。

組成物質的燕子結構將發生質變,原子軌道和容納更多的電子,每個能級能容納4P軌道,這意味着在四維空間里,惰性氣體將是鎂。

而由於我們的身體是依賴於所有這些元素,如今這些元素的特性發生了改變,那麼作為三維生物的人類擁有的所有身體功能都會消失。

想繼續用細胞呼吸?抱歉,四維空間里氧的電負性已經改變了。

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還想繼續通過新陳代謝活下去?別做夢了,四維空間里的元素會與人體發生化學反應,這種化學反應完全不同於三維空間里的化學反應。

更重要的是,元素之間的化學鍵根本無法形成。

如此帶來的後果是什麼?後果就是:人類來到四維空間的一瞬間,身體就會崩潰,身體會完全被撕裂,哪怕是原子也不例外。

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第二,力也會發生改變。即便萬有引力在四維空間里仍舊存在,但由於多了一個維度,引力會變小。而我們都知道,我們的宇宙之所以能保持穩定,因為各方面參數剛剛好,引力不大不小正好能維持原子的形成,讓電子軌道保持穩定。

而如果引力變小,意味着不要說我們自身了,原子本身就不可能形成。

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第三,還有邏輯上的問題

假設忽略以上兩條因素,假定我們人類真的可以在四維空間里完好存在,還會有邏輯上的問題無法解決。

還拿二維生物來舉例說明。假設人類是二維生物,也就是傳說中的「二維紙片人」,對於這樣的人類來講,是沒有內部結構的,只有表面積。而三維的人類擁有內部和外部的區別。

如果二維人類來到我們的三維世界,他們該如何存在呢?他們的身體根本無法承受第三個維度,即使強行來到三維空間,也會瞬間分崩離析。實際上就意味着,低維度物種在高維度空間根本沒有任何存在意義。

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明白了這個道理,自然就會更好理解如果人類來到四維空間會是什麼結果了,我們的身體完全無法支撐第四個維度,會瞬間被摧毀,我們的身體結構根本沒有任何四維空間的屬性,自然無法阻止我們坍縮到第四個維度。

看到這裡,肯定會有人不服氣:你對四維空間的認知和解讀,完全是建立在對三維空間理解的基礎上,說白了,仍舊沒能擺脫三維空間的局限性,怎麼能肯定人類到達四維空間就一定會被撕碎呢?

沒辦法,因為人類對宇宙和周圍世界的認知本身就有局限性,而且這種局限性是永遠無法徹底消除的,這就意味着我們只能以確實存在的三維空間去做類比。

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當然我們也可以大膽放飛我們的思想,不受三維空間的束縛,以一種完全不同的思維方式去衡量四維空間。

或許,此時此刻的我們就真的生活在四維空間,甚至更高的五維空間里,只是我們完全感知不到而已,因為我們身體上的所有器官都只為「感知三維空間」而生,完全不具備感知四維空間的能力。

來個思想實驗。

二維空間里生存着二維生物,他們只能感知到二維空間里的一條條線。如果生活在三維空間里的人類用鑷子把二維生物夾出了二維空間,那麼他們能感知到我們的三維空間嗎?

並不能,二維生物仍只能感覺到周圍的「空間」仍舊是一條條線。不同的是,二維生物原本所在的空間消失了而已,他們會感覺到莫名地來到一個陌生的世界,一個邏輯完全混亂的世界,但這並不妨礙二維生物仍舊只能感知到二維空間。

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人類來到四維空間可能也是這個道理。但我們來到四維空間之後,並不能感知到四維空間是什麼樣,我們感知到的仍舊是三維空間,只是會覺得邏輯變得混亂了。具體如何混亂呢?

好比說,你剛吃完早飯準備出門上班,但是當你剛打開房門,一瞬間就來到了公司,這讓你完全無法理解,因為在三維空間里,你家距離公司有10公里遠,怎麼可能瞬間就來到公司呢?

說白了,任何低維生物很可能都沒有相應的身體器官去感知高維度空間。三維空間里,我們在大街上會看到很多漂亮姑娘,但對於四維生物來講,他們完全不會理解人類所謂的「美貌」,為什麼?

因為在四維生物眼裡,他們並不會看到人類身體表面,而會看到我們的身體內部,我們的五臟六腑都暴露在四維生物面前,甚至能直觀看到我們身體內血液的流動,如此這般情景,四維生物怎麼能感受到「美貌」呢?

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我們日常生活中經常會出現這樣的情形,在我們感覺丟失了很久的東西,突然某天就無緣無故地出現在我們面前,會讓我們覺得很不可思議,畢竟我們之前很可能費了很大功夫都沒有找到,如今竟然自己出現在我們面前。或許這只是四維生物在和我們開玩笑,把東西拿走了,之後又還了回來。

當然,以上只是我的設想,希望能開拓你的思維。

最後還要回到我一開始想說的內容:或許所謂的第四個空間維度真的是時間

一開始我也說了,空間與時間是有機的整體,兩者不可分割,就像是一個東西一樣,就像是一個東西同時具有能量和質量的屬性,但是能量和質量本質上屬於同一種東西。

很多人的固有思維是這樣的:時間怎麼可能是空間維度呢?

但你有沒有想過,嚴格來講,截至目前為止,任何人其實都無法定義何為「四維空間」,更無法具體詮釋四維空間。既然這樣,時間維度為何就不能是第四個空間維度呢?我們不應該「歧視」時間維度。

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更何況,有一種描述四維空間的方式是這樣的:三維空間的移動就是四維空間。問題是三維空間該如何移動,朝着什麼方向移動?

你可能會說:朝着另一個空間維度移動。但這個空間維度在哪裡?而如果這個空間維度就是時間維度的話,一切問題都迎刃而解:三維空間在時間維度的移動就是四維空間

或許,這樣的四維空間里,時間是雙向的,既能向前,也能向後,而不像我們所在的世界,時間只能向前。

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當然不僅僅是時間維度,還有一些其他概念,比如說意識,溫度,密度,甚至夢境等等都有可能是第四個空間維度。

以上也只是我個人的大膽設想,某些設想顯然也已經脫離了科學範疇。我的目的並不是想讓誰接受我的觀點,還是那句話:保持好奇心,大膽放飛我們的思想,不要被固有觀念里的局限性束縛。

如果您對四維空間有任何看法,請積極留言,大家互動起來,或許某個人不經意間的一句話,就能給別人極大的靈感!

完!

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