4维空间存在?德国数学家已证明,进入4维空间后人会变成什么?
世界既是眼前的模样 , 也是人类的想象力塑造成的另一幅模样 。 所以 , 想象力丰富的人常常可以畅游在不同的空间当中 , 他们的梦境都比普通人要更加天马行空 。
文章图片
爱因斯坦的相关理论为我们打开了看这世界的另一视角 , 而他广义相对论的数学框架源于一个优秀的德国数学家 。 这名数学家证明了4维空间是真实存在的 , 他就是黎曼 , 毫不夸张地说 , 黎曼几何的存在帮助爱因斯坦解决了不少难题 。
黎曼几何
黎曼的全名叫做波恩哈德·黎曼 , 毕业于哥廷根大学 , 是一名数学家和物理学家 , 也是黎曼几何的开创者 。 他在微分几何和数学分析方面都曾做出巨大贡献 , 大抵是天妒英才 , 他在近40岁时就因为肺结核去世了 。
文章图片
我们在日常生活中使用的一般都是“欧式几何” , 义务教育课程当中学习类型也是以欧式几何为标准 。 只有到大学时 , 高等数学当中才会介绍一些有关于非欧几何的知识 , 而黎曼几何就是在非欧几何的基础之上发展而来的 。
文章图片
因此 , 大家想要搞清楚黎曼几何在讲什么 , 就需要挣脱出欧式几何当中固有的思维定式 , 不然永远都会感到一头雾水 。 黎曼几何还有一个别称叫做“椭圆几何” , 其创立标志是1854年时发表的《论作为几何学基础的建设》一文发布 。
文章图片
需要注意的是 , 黎曼几何当中是没有“平行线”存在的 , 看到这想必大家就知道它与欧式几何的差异有多大了 。 并且黎曼几何当中认为 , 直线可以无限延长 。 简单来说 , 黎曼几何的模型更像是一个“球面” , 不过这个球面是经过相关改进的 。
文章图片
提及球面 , 自然就想到了我们的地球表面以及微观世界当中的原子核世界等等 。 黎曼几何当中对常曲率空间的研究 , 有助于我们去理解更高纬度的空间 。 他摆脱了高斯等数学家将几何限定为三维世界当中的束缚 , 而是从更高维度出发 , 建立了新的抽象几何 , 证明了4维空间是真实存在的 。
文章图片
这之后 , 爱因斯坦就以黎曼几何为数学基础 , 借助等效原理来论证 , 表示当有引力场存在时 , 四维物理时空就应当是“弯曲的黎曼空间” 。
对于数学对物理学的重要性,爱因斯坦在对广义相对论的十年探索中有了非同寻常的体会 。 他说:“理论物理学家越来越不得不服从于纯数学的形式的支配” 。
可以说 , 假如没有黎曼几何的支持 , 爱因斯坦的广义相对论就不会如此快的诞生 。 黎曼几何将数学和物理都在无形中向前推动了几代 , 目前它也是现代物理研究的数学基础 。
文章图片
进入四维空间后的人
知道了黎曼几何的创立以及相关概念之后 , 我们就可以开始探讨最神秘的“四维空间”了 。 四维空间或者说高维空间一直以来似乎都只存在于科幻电影当中 , 比如《星际穿越》 。 那么 , 如果科学家们真的在现实世界当中发现了进入“四维空间”的方法并成功将人送进去 , 那么进入四维空间的人会变成什么?
文章图片
首先 , 就是身体形态的变化 。 这一点大家可能很难理解 , 毕竟四维空间的具体模样 , 我们以三维的认知是无法想象的 。 所以就借助二维来举个例子 , 大家平时一定都看过二维的动画片 , 人们有时会将其中的人物称为“纸片人” 。 那么 , 大家想象一下将这些纸片人生生拉入三维空间是什么样子 。
文章图片
肯定就要为其身体重新“建模”吧 , 将这些“扁平”的人物拉成“立体”的 , 这件事通过电脑等工具很容易实现 。 但重点是这些纸片人没有生命 , 所以改变形态也无所谓 , 只是更改一些数据罢了 。 可进入四维空间的人是有生命的 , 在那里要多加一个尺度对其身体形态进行改造 , 想必一定会经历痛苦 。
文章图片
其次 , 即使人顺利地进入了四维空间 , 也无法理解那个世界的规则 。 毕竟进入其中不代表眼睛所见和脑袋所想就是四维的了 , 换言之 , 进入了四维空间但思想还是三维的 , 就注定无法看懂那个空间 。 这种情况下 , 人的思想可能会陷入混乱 。 就像是蚂蚁看人类的高楼大厦一样 , 它们理解不了我们在做什么 。
文章图片
可是 , 蚂蚁理解不了并不会一直追问或者思考 , 但是人类会 , 这就是问题的所在 。 届时有思想的人 , 在四维空间当中也会变成一个“无法正常思考的人” 。 再加上前文中所说的身体形态的改变 , 这种思想和肉体的双重打击 , 是非常致命的 。
文章图片
此外 , 倘若四维空间当中的生物真的出现在了我们的三维世界当中 , 我们看到的也肯定不是完整的他 , 因为我们的视角下总是比他们少一个维度 。 这样的话 , 我们看到的可能只是他身体的某个“部位” , 就像蚂蚁看人类 , 只能看到一个“横截面”是一样的道理 。
文章图片
之所以频频用到“蚂蚁”来举例 , 是因为蚂蚁虽然身处三维空间 , 但是因为眼睛构造的关系 , 所以看到的世界是二维的 。 可见试图进入并理解四维空间的我们 , 在那里生物的眼中应该就像蚂蚁一样 。
属于四维的克莱因瓶
近年来 , 市面上非常流行“莫比乌斯指环” , 其设计原型就是著名数学家高斯的助教莫比乌斯设计的“莫比乌斯带” , 象征着循环 , 也被商家用来营销成永恒的爱人 , 毕竟如果在这条环上走 , 无论如何都会回到原点 。
文章图片
莫比乌斯环就是使用二维的“纸片”来表现出了一个三维的世界 , 那么有没有什么东西 , 可以表现出四维的世界呢?还真有 , 德国数学家费力克斯·克莱因就创造了这样一种自我封闭且无明显边界的瓶子叫做“克莱因瓶” 。
文章图片
如果大家去网上搜索这个瓶子 , 就会发现它长相非常奇怪 , 而且以我们的视角来看 , 它明明是有边的也有相交 , 瓶颈是穿过了瓶壁的 。 这很正常 , 毕竟我们是在用三维的视角看它 , 而克莱因瓶只有放在四维或者更高维的空间中才符合其本身的设想 。
文章图片
因此 , 在三维空间当中我们永远无法造出真正的克莱因瓶 。 毕竟再怎么努力 , 我们也突破不了多一个“维度”的限定这大概就是所谓的降维打击吧 , 无法理解加上无法突破 , 对于高维空间人类就只能止步不前 。
假如多出的维度是时间
不论是科幻小说还是科幻电影当中 , 都喜欢将多出的维度定义为“时间” , 而主角也就顺理成章的在高维度的空间当中完成了“时空穿越” 。
文章图片
毕竟在人类的三维世界当中 , 时间是一条永远不可能逆向流动的长河 , 但是倘若四维空间当中多出的那个维度就是时间 , 那么我们就完全有机会在那个世界跨越时间的限制 , 重回过去 。
文章图片
值得一提的是 , 假如多出的维度真的是时间 , 人类会不会因此又陷入新的思维混乱当中呢?要知道 , 在三维世界当中 , 金钱、权势、地位纵使在具有优势 , 可是面对时间的时候 , 却是人人平等的 。 待到进入四维空间 , 时间的意义突然消失了 , 毕竟我们可以通过多种方法在多个时间节点当中反复横跳 。
文章图片
也就是说 , 四维空间当中生老病死也许就只剩下生了 , 人可以随意定义自己的时间 , 选择此时此刻所处的生命时段 。 这样的话 , 人生的意义是否也会变得虚无呢?
【4维空间存在?德国数学家已证明,进入4维空间后人会变成什么?】总而言之 , 一直以来 , 四维空间甚至说是更高维度的空间是被证明真实存在的 。 但即使存在 , 我们普通人也很难想象它的样子 , 这是因为我们永远都无法跳脱出三维世界认知的桎梏 。
- 一段婚姻里心不在对方身上时,婚姻的存在只是一个形式
- 海南省药监局|海南开展春节期间疫情防控暗访行动 个别药店存在未查验健康码等问题
- 前夫离了婚,在她心里是怎样的一种存在?
- 手机下饭真香?存在烫伤、中毒和牙损伤风险!|食话实说 | 范志红
- 没有它,周围世界将不复存在!能瞬间穿透我们目前所见的全部物质
- 你需要个人空间吗?
- 贺青华|疫情扩散和外溢风险仍然存在 春节返乡政策执行防止一刀切
- 病例|国家卫健委:新增本土确诊病例明显下降 疫情扩散和外溢风险仍存在
- 核酸|北京新增“7+5”!一人存在引发疫情传播严重危险被立案
- 婆婆的面子,导致你们婚姻没有存在下去的意义