先說答案,四維空間是虛構(gòu)的假想概念,而三維空間是真實(shí)存在的。
我們?nèi)祟惥蜕钤谌S空間里,準(zhǔn)確來講是四維時(shí)空,時(shí)間也是一個(gè)維度,三維空間并不能獨(dú)立存在,必須與時(shí)間維度同時(shí)存在。當(dāng)然,這里暫且先不討論時(shí)間維度,僅從空間的維度討論。
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那么,四維空間到底是一個(gè)怎樣的空間呢?比三維空間多出來的一個(gè)維度到底在哪里呢?
很抱歉,人類完全無法給四維空間一個(gè)明確的定義,更無法具體描述出四維空間的模樣,我們甚至連想象都想象不到。毫不夸張地講,任何聲稱自己能理解四維空間的人,其實(shí)本質(zhì)上理解的還是三維空間,無論如何都不可能擺脫三維空間對(duì)我們思維的束縛。
原因很簡(jiǎn)單,就是因?yàn)槲覀兪侨S生物。讓我們?nèi)ハ胂笏木S空間的樣子,就好比讓我們?nèi)ハ胂笪覀儚膩頉]有見過的顏色一樣!試問,你能想象出你從來沒有見過,或者現(xiàn)實(shí)中不存在的顏色嗎?
你肯定想象不出來!
四維空間就如同上面所講的顏色那樣,誰都沒有見過,現(xiàn)實(shí)中也不存在,起碼在三維空間里不可能存在,你怎么可能想象出來四維空間的樣子?
既然這樣,是不是意味著我們無法以任何形式描述四維空間呢?
當(dāng)然不是,目前對(duì)四維空間的描述,基本上都是以抽象的數(shù)學(xué)概念去描述的,當(dāng)然也可以通過類比的方式,通過二維空間與三維空間的差異,試著去想象三維空間與四維空間的差異。
在數(shù)學(xué)概念里,零維就是一個(gè)體積無限小的點(diǎn),當(dāng)然這個(gè)點(diǎn)不是我們?cè)诩埳袭嫷狞c(diǎn),用物理學(xué)術(shù)語描述就是引力質(zhì)點(diǎn)或者奇點(diǎn),沒有體積,現(xiàn)實(shí)中你無法描述出來,是一個(gè)抽象概念,而現(xiàn)實(shí)中的任何物體都是具體的。
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一維就是一條線,同樣的道理,這條線由于只有長(zhǎng)度沒有寬度和深度,現(xiàn)實(shí)中你也無法描述出來。
二維就是一個(gè)面,我們可以通俗理解為就像一張紙那樣,但你肯定也知道了,紙無論有多薄,都是有厚度的,但二維沒有厚度,只有長(zhǎng)度和寬度。
而零維,一維和二維就是我們眼里的低維空間,我們的三維世界多了一個(gè)維度,深度。不要小瞧這一個(gè)維度,可以讓我們的世界發(fā)生翻天覆地的變化。
現(xiàn)在,想象一下,如果二維空間里存在生物,它們是什么樣子的呢?該如何生存呢?
方便起見,就假設(shè)二維空間里也存在人類吧,我們把這類人稱之為“二維人”。而二維空間里,二維的視角里只有一個(gè)維度,看到的永遠(yuǎn)是一條線段。
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也就是說,我們只需要在二維世界里畫一條線,就能徹底阻擋二維人,永遠(yuǎn)無法逾越那條線。那條線其實(shí)就相當(dāng)于我們?nèi)S空間密封的箱子一樣,如果把你放在密封的箱子里,不準(zhǔn)破壞箱子的情況下,你永遠(yuǎn)無法逃離箱子。
這就意味著,二維人的身體不可能有消化器官,因?yàn)橄鞴倬拖喈?dāng)于一條線,會(huì)把二維人的身體分成兩半。
那么,二維人或者說二維生命該如何進(jìn)食呢?我們很難理解,或許他們完全沒有任何進(jìn)食的概念,因?yàn)榧幢阒恍枰秤媚芰浚芰科鋵?shí)也是有尺度的,比如說光子,即便厚度再小,也不可能在二維世界存在。
因此,我們也就不要瞎想了,二維世界的神秘性是我們無法理解的,甚至不亞于四維世界。
實(shí)際上這也是為什么我一直持有這樣的觀點(diǎn):不要以為人類不能理解四維空間,實(shí)際上,人類也不可能理解零維,一維和二維,低維度的神秘性一點(diǎn)也不比高維低!
我們通常會(huì)下意識(shí)地認(rèn)為,四維空間可能不存在,但低維肯定存在。其實(shí)這種想法完全沒有道理,低維和高維或許都不存在,即便存在,也都是我們無法理解的。不要以為高維就是高級(jí),低維就是低級(jí)!
但不管怎樣,人類能理解的只有三維空間!我們無法理解四維空間,同樣也無法理解低維空間。
在數(shù)學(xué)概念里,所謂的四維空間其實(shí)也是“歐幾里得四維空間”,在三維空間的基礎(chǔ)上增加一個(gè)維度,但沒有任何人能具體描述這個(gè)多出來的維度到底在哪里,該如何存在。
或許人類能假想出四維空間的某些神奇現(xiàn)象,但很難給四維空間一個(gè)準(zhǔn)確定義。

比如說,神奇的莫比烏斯環(huán)和克萊因瓶。以螞蟻的視角來看,莫比烏斯環(huán)永遠(yuǎn)沒有盡頭,我們可以通俗這樣理解,對(duì)于螞蟻來講,莫比烏斯環(huán)就是一個(gè)“四維空間”。

而克萊因瓶也是一個(gè)神奇的瓶子,這個(gè)瓶子沒有內(nèi)外之分,可以裝進(jìn)無窮無盡的水。但千萬不要被市場(chǎng)上的克萊因瓶迷惑了,市面上賣的克萊因瓶本質(zhì)來講就是一個(gè)普通的瓶子罷了,只是看起來比較奇特。三維空間里不可能存在我們想象的那種“無敵”的克萊因瓶。
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不過,我們可以盡可能想象如果四維空間里存在生物,他們會(huì)是什么樣的呢?
樣貌我們不敢想象,但在他們眼里,我們?nèi)祟惥拖袷嵌S空間里的“二維人”那樣,哪怕是我們把自己放在一個(gè)絕對(duì)密閉的箱子里,四維生物也可以輕松把我們拎出來。
也就是說,不要以為你把自己反鎖在家里就很安全,就沒有任何人能進(jìn)去了。實(shí)際上,四維生物可以自由出入你的房間,就像游戲世界里的瞬移那樣,甚至比瞬移更不可思議。
四維生物甚至此時(shí)此刻就在你的身邊,但你無論如何都發(fā)現(xiàn)不了。網(wǎng)絡(luò)上有些猜測(cè)幾年前消失的馬航,可能就無意間穿越到了四維空間,雖然只是猜測(cè),但理論上分析真有這種可能性。
當(dāng)然,四維空間并不是盡頭,弦理論以及之后的超弦理論或者M(jìn)理論,提出了更為瘋狂的11維度宇宙。我們的現(xiàn)實(shí)世界有四個(gè)維度,包括時(shí)間維度,其他7個(gè)維度都被卷曲在非常微小的尺度,我們很難察覺到。
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物理學(xué)家們對(duì)高維度的概念非常癡迷,為什么?
因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn),現(xiàn)實(shí)中的很多物理學(xué)難題,無法解釋的宇宙之謎,或者說需要非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)和物理過程才能解釋的宇宙之謎,利用高維度思想就變得簡(jiǎn)單多了!
而大自然就應(yīng)該是簡(jiǎn)潔優(yōu)美的,不是嗎?
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