爱因斯坦的相对论证明了空间的扭曲 , 也证明的黎曼几何的正确性 , 所以我们可以根据数学进行推论 , 这个世界很有可能是存在第四个纬度的 。
但问题是 , 人类作为三维生物 , 我们无法观测和感受到四维空间的存在 , 甚至我们都无法真正想象到四维空间是什么样子的 。 一个点上有四根线相互垂直的空间 , 就是四维空间 , 拿出我们的三维坐标图 , 相信大家想破脑子也想不出如何画出第四根相互垂直的线 。
如何认识四维空间
在著名科幻小说《三体》中 , 就曾描述过四维空间的存在 , 乘坐飞船逃离地球的人类 , 正是借助四维空间的力量 , 进入到坚不可摧的三体水滴探测器 , 从内部将其破坏 。
由此可见 , 四维空间相比于三维空间最大的区别 , 其实就是没有内外之分 。 但是我们是无法想象出一个没有内外之分的世界长什么样的 , 人类的想象其实都是基于现实发散思维的 , 现实中完全不存在的东西 , 也就难以进行描绘 。
因此要想认识四维空间 , 我们必须借助一点工具——二维空间 。 如果让大家想象二维空间肯定很简单 , 因为我们都曾亲眼见到过二维空间——一幅画 。
首先假设我们是一个二维生物 , 那么这个世界中的我们将会失去身高 , 只有长和宽 , 二维空间生物能够看到的永远只有长短不一的线 , 因为我们不能看到三维空间的高度 。
作为一个二维生物 , 我们的食物很可能是一些比较短的线或者点 , 将食物吃进肚子后 , 三维世界中的人可以看到食物如何进入到二维生物的肚子中 , 甚至能直接看穿二维生物的肚子 , 可以直接从第三个纬度中取出肚子里的食物 。
如果三维空间的物体穿越二维空间 , 比如用一支笔插进画中 。 在二维世界中的我们将会看到一个点在世界中凭空出现 , 然后这个点渐渐扩张成线段 , 而且线段的长度越来越长 , 最后这个线段将会永久留在二维世界中 。
更为神奇的是 , 这个线段在不同的位置观测会显示出不一样的长度 , 这应该是不可能的事情 , 因为在二维世界中每一个线段的长度都是守恒的 , 它只能被分解折断 , 但不会凭空出现也不会时长时短 。
将二维世界的现象类比到三维世界中 , 我们就可以大概知道四维物体出现在三维世界会怎么样了 , 进而能够更好的认识和理解四维空间 。
首先四维空间肯定可以看到我们身体内部的食物 , 透过第四个纬度 , 我们将会失去内外 , 就像有一条拉链将我们打开了一样 。
其次 , 四维物体无法全部进入到三维空间中 , 它只能将物体的一部分投影到三维空间中 , 所以我们可以观测到的就是有一个物体在空间中凭空出现 , 并且时大时小 , 而且从不同角度看这个物体都可以得到一个不一样的结果 。
而且四维物体留在三维世界的投影很可能并不是它本体的一部分 , 而是穿越三维世界时留下的一个洞 。
所以三维物体靠近这个洞时 , 就有可能会从这上面掉落到四维空间中 。 有些科学家认为 , 黑洞的存在 , 就有可能是物质太重 , 将空间压穿了 , 所以黑洞中心将会是一个穿越到四维空间的通道 。
进入四维空间会怎样
假设黑洞真的是一个进入四维空间的通道 , 那么这就意味着四维空间是真实存在 , 而且我们也有机会前往的 。 人类的好奇心一定会驱动着无数人不计代价地前去一睹四维空间的“真容” 。
那让我们根据上文对四维空间的认识 , 推理一下三维生物进入到四维空间中到底会怎么样吧 。
首先我们悲观一点想 , 进入四维空间后 , 组成人类的物质会在一瞬间就死去 , 无论是我们的身体结构 , 还是组成人体的细胞 , 甚至是构成物质的原子粒子 , 都会在进入四维空间的一瞬间被强行展开成四维 。
我们可以想想一个圆形的二维生物 , 长得像个草履虫 , 它的内脏全在它的“肚子”中 , 其实就是一个圆圈包围着的一些小点 。 如果它进入三维空间 , 它将会拥有上下属性 , 原本被圆圈包围着的内脏 , 会立刻掉出来 , 三维生物进入到四维也会出现同样的事情 。
所以如果人类要进入四维空间 , 首先要做一个带有四维属性的防护罩 , 保护自身的安全 , 进入之后 , 以人类的三维观测能力 , 我们其实看不到四维空间的全貌 , 我们只能看到连续不断的四维物体片段 。
让我们再次拿出二维生物进行类比 , 在二维世界中 , 二维生物能够看到的就只有点和线 , 它们只有这个器官 , 所以即便进入到三维世界中 , 它们能够看到的就只有周围全都是长短不断变化的线条 。
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