德國數學家認為四維空間的確存在,人類進入四維空間會變成什麼?

自人類誕生起,就不斷地在尋找世界的真相。如今人類對世界的認知已經拓展到了宇宙層面,而人類在這個過程中也發現了維度的變化。目前科學家們廣泛認同的是宇宙存在十一種維度而人類則是生活在三維空間裡的生物。同時,比我們略高一點的四維空間也經常被人們在茶餘飯後提起。

多維空間

可在剛開始研究時,這個物理概念卻是由一位德國數學家發現並提出的。那麼,我們進入其中後會變成什麼樣?我們看到的世界有什麼新的不同?

數學家做出的物理貢獻

對更高層面世界的發現和理解一直是物理界難解的研究課題。可這樣一個讓無數偉大物理學家都束手無策的認知屏障卻被一位在數學上極有天賦的青年輕鬆打破。這個提出四維空間概念的數學家叫黎曼,而他最出名的成就就是至今困擾數學界的黎曼猜想。

黎曼猜想

不過,我們今天提到這位在數學上做出許多貢獻的天才人物是因為他創新性地證明了四維空間的存在。19世紀中期,年少出名的黎曼在進行他最擅長的數學研究的思考時,忽然有了一個新奇的想法。每一個頂尖的研究者都不應該錯過自己轉瞬即逝的任何靈感,黎曼也深知這個道理。所以,為了證明這個想法,他查閱無數資料並為之研究了無數偉大先人的思想和證明方法,最後黎曼終于通過將歐式幾何和非歐幾何融會貫通,建立起屬于自己的獨特知識體系,那就是黎曼空間,正是這個理論成功證明出四維空間的存在。

黎曼幾何

黎曼證明出的四維空間和之前科學家們已經研究出來的三個維度空間,共同構成我們現在的四個空間概念。一維空間的生物只能在一個方向上前進或後退,而二維空間相當于一個平面,即空間內生物仿佛存在一幅畫裡面,只能看到許多長短不一的線。而我們最熟悉的三維空間則是增加高度的維度,所以我們生活中的物品都是立體的。

不同維度的空間

用數學幾何的方式來形象表示的話,一維空間就是一條線,二維空間就是一個平面坐標軸,而三維空間就是一個立體坐標軸。而四維空間的四個維度就是我們現在生活的立體三維空間的三個方位維度和一條額外的時間維度。

人類進入其中會怎麼樣?

低維度生物由于得到的資訊不全無法發現高維度空間的存在,就像一維和二維的生物無法理解我們三維空間一樣,人類也無法想象出增加時間這條坐標軸後的新維度空間的樣子。我們只能確定四維空間裡的時間不再像很多詩歌裡感慨的那樣,會消失後一去不復返。因為四維空間裡的生物能像我們輕鬆改變自己的位置一樣改變時間。

四維空間

從某個角度上來說,四維空間裡的生物已經達到我們想象中能回溯時間的神奇能力。很多科幻作品也對這種能力進行過詳細的想象,例如著名的科幻小說《三體》。這本書就幻想過人類從三維空間掉入四維空間的情況。可事實上,進入四維空間的人類不僅會像科幻小說裡想象的一樣,擁有新能力,還有可能遇到各種危險。因為即使人類到達新維度,人類本質上還是一個三維生物。

三體

不過到達四維空間後,我們將會發現一個新世界。由于四維空間內的時間可任意變化,進入四維空間後,人類看到的場景將不再是像被最精密的電腦按照時間順序分門別類後的畫面,而是各種雜亂無章的混亂場面。我們有可能會先見到一個人死亡,再見到一個人出生。各種我們想象中絕對不可能發生的起死回生,回籠重造等一系列我們現在付出大代價都做不到的事情在這裡完全就是小菜一碟。

時間混亂

而且進入四維空間後,雖然無法擺脫三維的本質,但由于所在的空間維度較高,人類可以看到三維空間內無法看到的一些情況。例如,我們可以直接看到一個立體物體的各個方面,而不是像我們平時一樣,只能通過大腦的加工想象出一個相對立體的情況。關于物體內部的情況,我們也能信手拈來的輕鬆查看。這就是四維空間的神奇之處。

維度對生物的影響

四維空間雖然聽起來十分神奇,讓人心生嚮往,可這個維度的空間有太多未知的危險。那是因為原始生活的維度對生物的影響大到讓人震驚。

四維空間想象圖

首先,原始生活的維度註定這個生物的維度屬性。無論之後這個生物在經歷多高的維度,他的原始屬性始終不會改變。而原始屬性決定了這個生物理解世界的方式。低緯度的生物總是無法想象高緯度空間的具體情況,因為這遠遠地超出了他們的想象范圍。

就像生活在二維空間的螞蟻無法想象這個世界上還有向上的可能性。即使我們給二維生物展示三維空間的東西,他們也只能用二維空間的方式來理解這些東西。比如螞蟻在向上爬牆,但對它來說只是向前走而已。這也就是為什麼低維度空間的生物很難進入高緯度空間的原因。

螞蟻是二維生物最重要的是高緯度空間的生物可以輕鬆對低緯度空間的生物造成致命的打擊。由于高維度生物對世界的理解更廣闊,也更深刻,如果這兩種生物之間真的發生戰爭,高緯度生物神出鬼沒的行蹤讓低緯度生物根本防不勝防。

高維生物但實際上,那些低緯度生物眼中神奇的能力只是高緯度生物的一種固有生活方式,而這種情況一般被稱為降維打擊。

結語

四維空間雖然有不少理論,但是實踐方面人類還是一片。但不少科學家都認為四維空間是存在的,只是我們有三維空間的局限性而無法發現它的存在。雖然我們無法發現或者進入四維空間,但人類對于更高維空間的探索絕不會就此停下,正是這樣的熱情推動著我們不斷前進。

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