關于四維的定義,很多人會想到四維空間,也就是在我們三維空間的基礎上,再增加一個空間維度。這種對四維空間的定義,基本上都是以數學概念對維度的定義為基礎,只能抽象去理解,簡單來講,就是在通過一個點,由四條互相垂直的直線組成的空間,就是四維空間。
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我們都知道,通過一個點,最多只有三條互相垂直的直線,第四條直線在哪里呢?我們很難找到。
當然,還有其他方式來定義理解四維空間,比如說類比法,投影法等,但都沒有具體詮釋四維空間到底是一個什么存在方式。
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其實,如果真的存在數學概念定義的四維空間,大概率人類永遠都無法理解四維空間到底什么樣,因為即便是一個維度的差異,帶來的認知也是難以逾越的鴻溝,高維空間對低維空間絕對是“降維打擊”。
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舉個簡單的例子,螞蟻雖然是三維生物,卻可以近似看做是二維的,因為螞蟻只能感知到前后左右這幾個方向,完全沒有上下的概念。這就意味著,如果螞蟻面前有一個蘋果,我們把蘋果拿走,螞蟻會認為蘋果會憑空消失。而站在四維空間的角度,如果一個四維生物把我們面前的蘋果拿走,我們也會認為蘋果憑空消失了,“見鬼”了,會認為那是一個超自然現象。
不過,還有一種方式來理解四維甚至多維,這就是愛因斯坦的時空觀,認為時間就是第四個維度,而且時間這個維度是可以變動的,衍生出來六維甚至更高的維度。
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看到這里,肯定會有人質疑:時間怎么可能是一個維度?即便時間是維度,也是所謂的“四維時空”,與我們平時所講的“四維空間”完全不同。
但是你有沒有想過這個問題:所謂的“四維空間”中的第四個維度到底是什么,到底在哪里?別說我們理解第四個空間維度了,我們甚至都無法定義。
言外之意,其實我們對第四個維度一無所知,我們所有的認知都只是“想象”,嚴格來講,我們連想象都想象不出來。既然這樣,我們又憑什么肯定“第四個維度就不能是時間維度呢?”
理論上講,第四個維度不僅可能是時間維度,還可能是意識,密度等維度。也就是說,第四個維度或者更高的維度完全有可能“不按套路出牌”,顛覆我們的慣性思維。
為什么我要強調時間可能是第四維度呢?是有科學依據的。如果你堅持反對時間是第四維度,看到這里就可以結束了,以下沒有必要看了。如果你認為時間有可能是第四維度,那么我們就繼續。
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愛因斯坦的相對論表明,我們生活在四維時空,最關鍵的是,時間和空間是有機的整體,兩者是不可分割的,說白了,時間和空間就是一個東西的兩個表現形式而已,就像物體可以表現為質量,也可以表現為能量,兩者本質上是一回事。
也就是說,任何把時間和空間分割開討論的行為都是沒有意義的。這就表明,平時我們所講的四維空間其實是沒有意義的,因為空間不可能脫離時間單獨存在。即便存在四維空間,那也必須加上時間,變成五維時空!
如此一來,時間就更可能作為一個維度,而且這個維度還比較特別,可以延伸出更高的維度。下面來具體講述一下到底怎么回事。
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我們都生活在四維時空,這是毫無疑問的。對于我們來講,時間只有一個方向,那就是永遠向前,時間這個維度的單向性與空間三個維度的雙向性有明顯區別。
不過,對于生活在五維時空的物種來講,他們的時間維度是可以變動的,是雙向的。五維生物甚至可以把雙向時間線上的開端與終點柔和在一起,言外之意,他們可以瞬間從出生跨越到死亡。
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具體來講,假設你是五維生物,你完全可以直接跳躍到自己填報高考志愿之前,改變自己的高考志愿,比如說把原來的志愿“教師”改為“美術”,那么你之后的人生也會發生徹底改變,甚至有機會成為梵高那樣的大畫家。
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六維生物就更不可思議了,他們的人生需要詭異的量子力學才能理解。量子力學中有一個核心思想:波函數,意思是說微觀粒子只能以概率波的形式呈現出來,可以同時出現在兩個不同的地方,甚至是任何不可思議的地方。
打個比方,此刻的你正坐在沙發上悠閑地讀這篇科普文,但概率上講,你也有可能同時在月球上,甚至其他任何地方,只不過在其他地方的概率非常低罷了。
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也就是說,在六維世界里,下一時刻擁有無限多的可能性,進而產生無限多的世界線。而六維生物可以從一條世界線瞬間切換到其他世界線。
還拿高考填寫志愿舉例說明,上面講了,五維生物可以穿越到過去的某個時刻改寫高考志愿,但是六維生物甚至不用更改高考志愿,可以從“老師”這條世界線直接切換到“美術家”那條世界線。
不管是五維生物還是六維生物,他們在人類眼里很厲害,簡直就是“神”一般的存在。但是他們經歷的任何世界線都來自于同一世界,都要遵循同一個宇宙下的物理法則,比如說,光速限制,普朗克常量限制等。
而更高的七維度里,七維生物完全可以突破那種限制,因為對于七維生物來講,六維世界里無限多的世界線都會濃縮為一點,而在七維生物眼里,會有無數個那樣的點,而每個點都代表著某個宇宙所擁有的無限多個世界線,也就是無限多的可能性。
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比如說,在某個宇宙里,有光速限制。而在另一個宇宙里,不但沒有光速限制,任何物體都必須以超光速飛行。七維生物可以在這些宇宙里來回切換。
而更高的八維,九維就更難理解了,甚至用語言都無法具體描述出來。最高的十維度突然又變簡單了,因為十維度就是所有宇宙,所有世界線,所有可能性,所有的所有都濃縮成的一個點!似乎一下子又回到了零維,因為零維在數學概念里就是一個點!從零維到十維似乎經歷了一個輪回,巧合還是必然?
當然,以上只是我基于“時間也是一個維度”進行的猜測,更多的是猜想,并沒有切實的證據來支撐,所以大可不必太較真。
不過,我的猜想也并不是胡思亂想,是以我們所在的四維時空為基礎進行猜想的,把四維時空作為一個點,然后把這個點拉長變成一條線,再到一個面,一個體,這樣逐漸展開的,與零維到三維空間的展開有些類似。
而如果真的存在這樣的多維世界,那么在我們眼里非常詭異,難以理解的一些東西,就很容易理解了。
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比如說量子力學體系下的波函數坍縮,“上帝擲骰子”,量子糾纏,量子漲落,量子隧穿效應,還有著名的電子雙縫干涉實等,其實都可以用多維世界的思想去詮釋。
我們都知道量子力學的本質是“隨機”,這種隨機是“正隨機”,而我們平時所講的任何隨機事件其實都是“偽隨機”,只有量子世界的隨機是“正隨機”。
為何量子世界是隨機的呢?那里的隨機很可能只是高維空間中的“隱變量”導致的,也就是愛因斯坦眼里所謂的“隱變量”,只是這種“隱變量”需要突破維度的限制才能找到,在我們的四維世界,無論如何都很難找到。
而更前沿的理論,弦理論也認為我們的世界不僅僅有四個維度。當然弦理論在發展過程中引申出了很多分支,比如說M理論,超弦理論等,但無論哪個分支,都是以高維度為基礎的。
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雖然弦理論非常深奧,涉及復雜的數學公式,然后感覺晦澀難懂,也沒有充足的實驗證據加以驗證,但是很多科學家仍舊對弦理論情有獨鐘。為什么?
因為如果弦理論真的成立的話,很多在現實世界里難以解釋的物理現象,利用弦理論的高維空間思想,輕而易舉就詮釋了。
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打個比方,在我們的四維世界里的高等數學,如果放在高維度世界里,就相當于1+1=2那么簡單,那么容易理解!
而科學家們一直堅信:大自然從來都不應該是復雜的,簡潔才是最優美的!
完!
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