我們生活在三維空間,更確切來說,生活在四維時空,由于空間和時間是一體的,不可分割。
這么比三維空間更高的四維空間究竟哪些樣?我們可以抵達四維時空嗎?
很抱歉,沒有誰能確切回答這個問題,由于四維空間只是一個物理具象概念,并不是數學概念。但我們試著用物理方法來理解四維空間。
簡單講,四維空間比三維空間更大,裝得更多。倘若能步入四維空間,就相當于我們站在了“上帝視角”來眺望三維空間。
究竟哪些是四維空間?
從物理上來講,通過空間的某個點,由四條互相垂直的直線產生的空間就是四維空間。
這樣的定義嚴重違反了我們的傳統認知,由于我們曉得,通過某個點最多只能有三條互相垂直的直線,不可能有四條。
我們很難想像,在三個空間維度基礎上都會有第四個維度存在。
這也是為何剛才會說四維空間只是一個物理具象概念,很難在現實中描述下來。正如二維空間里的生命難以想象我們的三維世界一樣,我們也想像不出四維空間。
不過借助物理具象概念,我們可以想像四維空間具有什么優勢。
首先物理教案四維目標,因為四維空間比三維空間多了一個維度,意味著四維空間具有更大的寬容力,也就是比三維空間更大,能裝更多的東西。
這就好比三維空間比二維空間更大,是一個道理。雖然一個體比一個面的寬容力更強。
其次,在四維空間里行走,從一個地方到另一個地方,可以有更多的形式。
還是拿三維空間與二維空間對比。在二維空間里,從一個點到另一個點,只能在平面上行走。但在三維空間里,會有更多選擇。
同樣的道理,在四維空間里,你完全可以從我們所在的世界頓時消失,之后在其他地方出現,如同魔術一樣,不過現實中的魔術都是假的,而四維空間里的魔術對于我們來講都是真的。
此外,在四維空間里,可以輕松把三維空間折疊,實現瞬步。就好象二維空間里的一張平面,在三維空間里折疊以后,可以讓兩個點無限緊靠。所謂的蟲洞理論就是這么。
最后,在四維空間的視角下,三維空間的一切就會曝露下來,包括我們的臟腑臟腑就會被四維空間里的生命聽到。四維空間里的生命可以隨便穿越我們的三維世界,但不會被我們發覺。甚至與我們的距離無限近,但我們就是發覺不了她們的存在。
由于四維空間里的生命都是站在“上帝視角”來眺望我們,如同三維空間里的我們俯瞰二維空間一樣。
其實,以上對四維空間的描述都是猜想而已,很難在現實中證明,也根本沒法證明。
這么,假如四維空間里存在生命,這些生命會是哪些樣呢?
好多人會想到超六面體。我們都曉得六面體的概念,而超六面體的每位面,都相當于三維空間里的六面體。
這如同三維空間里的六面體的每位面,都相當于二維空間的二維世界一樣。
說白了,用物理概念描述就是:點成線,線成面物理教案四維目標,面成體,體成超六面體。
四維空間的思想基礎來始于黎曼幾何,它的出現極大動搖了傳統的歐幾里得幾何的統治地位,也因而開啟了四維空間和高維空間的概念。
這兒有必要指出一點,四維空間與四維時空并不是一個概念,二者有很大區別。一個是物理虛擬概念,而另一個是化學現實概念。
四維時空是在三維空間的基礎上加上時間維度,而時間維度只有一個方向,那就是不斷往前,我們就生活在真實的四維時空里。但四維空間里的維度方向并不是只有一個,可以向兩個方向無限延展。
盡管四維空間和高維度空間是物理上的具象虛幻概念,但并不是毫無用途,例如說近來幾六年發展迅速地弦理論,就是以高維度空間為基礎提出來的。按照弦理論描述,宇宙中存在多達26個維度空間。
但是,科學家們研究發覺,幾乎所有的前沿理論都是以高維度空間為基礎提出來的。并且好多在三維空間里并不兼容的大自然法則,一旦來到高維度空間,一切問題便迎刃而解。
也就是說,在高維度空間里,大自然法則變得更簡練,更優美。這也是為何科學家更傾向于引入高維度空間的誘因所在,雖然在高維度空間之下,很容易找到大統一理論。
但任何科學理論都不能僅僅逗留在現象和猜想階段,必須才能證明才更有勸說力,這也是弦理論等各類前沿理論面臨的難堪局面,復雜深奧的物理推論公式,讓弦理論很難在現實中得到否認。