空间这个概念相信人人都有,它是一种十分缥缈的状况,可又是极为往常的存在,从某种意义上来讲,人类对于空间的认知其实并没有比其他生物更多。
科学家曾提出我们生活的宇宙是由11维的空间组成,而人类却只能存在于三维空间,进入不了四维及以上的空间。而且人类甚至都无法理解什么是四维空间!
从零维到十一维我们知道
零维:没有长宽高,单纯的一个点,即奇点,黑洞也是奇点。
一维:只有长度,即线,是由无数个零维构成。
二维:平面世界,只有长宽,即面,由无数条线(一维)构成。
三维:具有长宽高的立体世界,我们肉眼亲身感受到、看到的世界。
再往后便一无所知!
这时候可能有人就要发问了:不对啊!空间加上时间不是四维的吗?为什么说我们理解不了四维啊?
这里我可以非常、非常、非常负责任的告诉大家,你所认为的“四维空间”并不是我所说的“四维空间”!
啊嘞??是哪里出问题了吗??
下面有点绕,做好心理准备哦!
其实在人类的认知中有两个“四维空间”,注意是人类(包括普通老百姓和科学家),其中普通老百姓口中的“四维空间”又叫做“四维时空”——即一个时空的概念,属于物理学的范畴,这里的第四纬度就是时间。
爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及过“四维时空”的概念。根据爱因斯坦的理论,我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间轴是一条虚数值的轴。
人类作为三维物体可以很好的理解四维时空(空间维度和时间维度)但无法认识以及存在于四维空间,因为人类属于第三个空间维度生物。
这里的四维空间就是本文真正的主角!
那么到底什么是四维空间?
根据定义,四维空间不同于三维空间,他是标准的欧几里得空间,他的第四维指的是与x,y,z同一性质的空间维度,并且可以拓展到n维。这里就可以与“四维时空”做一个很好的比较,前者属于数学范畴,而后者属于物理范畴。
数学家考克斯特对此曾举过两个例子
一、先假设一些生活在二维空间的扁片人,他们只有平面概念。现在将一个二维扁片人关起来,我们只需要用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈。这时候我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”,从第三个方向(即表示高度的那根轴的方向)将二维人从圈中取出,再把他放到二维空间的其他地方。这在我们看来,是一件极其简单的事情,但在二维扁片人的眼里,却是不可思议的:一个人明明被关在圈内,怎么会忽然消失不见,然后又出现在了另一个地方呢?
我们三维人也是如此,四维空间的情况就与上面十分相似。如果我们能克服四维空间,那么,在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能。
二、当我们把一个三维球体拿到二维人面前,他们会觉得“球”的概念不可思议,要么否认有球体存在,要么认为它很“神秘”。同样的道理,当一个四维球体来到我们三维人面前时,我们这些三维人也只能看到圆或球,绝对不会认为是此外的图形。这是因为我们的想象力和理解力还无法达到四维的地步。
我们通常认为时间便是第四个维度,也就是上面所说的“四维时空”。
其实可以从二维生物来考虑这个问题,他们考虑所谓的三维空间绝对和我们所认识的三维空间不同——它们也会把时间作为第三维,因为他们无法感受到真正三维的存在。同样,我们现在也走进了这个误区,把时间算做第四维。可能四维生物看到我们在宣扬这种思想时,也在为我们叹息!
四维物体长啥样?
不是说人类无法理解四维吗?怎么又来长啥样?这里的四维是由数学推导而来,只能称为四维类似物,不过看图我是没看明白!!
第一个把四维物体可视化的人叫做辛顿。
1909年,《科学美国人》举办了一场名为“给四维做出正确且通俗的解释”的大赛,结果这个叫辛顿的人就搞出了一个叫超立方体的东西,成为了世界公认的让四维物体可视化的第一人。
不多解释,直接上图!
最后,人类为什么进不去四维空间?
这里还有一个同样的问题,时间是不是第四维度?爱因斯坦认为我们所居的宇宙为四维时空,即3个空间轴和1个时间轴,其中时间轴只能往一个方向前进。
严格来说这是“3+1”维的空间,科学家曾提出过时空不可分割的构想,所有的维度都是由时间构成,没有时间,就没有空间,即所有空间都可表示为“N+1”维空间,在这里也就是说人类无法到达“4+1”维的时空中!
以下仅代表个人观点!
假设人类一不小心进入了四维宇宙
这时所有物质的原子结构将大不相同,原子轨道可以容纳更多的电子,每个能级可以容纳4P轨道。这时候镁将是惰性气体,而不是金属。
我们的身体中的生命元素也可能被重新排列,并且特性也被改变,那么三维生物体中的所有功能都将不复存在,细胞呼吸、新陈代谢都无法完成,三维生命也就被摧毁!
曾经看过这么一篇文章说,人类进入四维空间的金钥匙已经有了,就在我们的右脑里面。只是我们不知道怎么用罢了!
其实他所说的“四维空间”并不是真正的“四维空间”,而是人类意识的另一种形式,他在文中还说“人类经过不断的进化,由右脑人变成了左脑人,左脑是人的‘本生脑’,记载着人出生以来的记忆,管理的是近期和即时的信息;右脑则是人的‘祖先脑’,储存从古至今人类进化过程中的遗传因子的全部信息。”他认为人类由右脑产生的一种超自然的意识就是所谓的“四维空间”。
而实际上真正的“四维空间”的入口在哪?科学家并没有找到!今后人类会不会发现并证实四维甚至更高维度空间的存在,我们可以大胆猜测。