看完《三體》一直有個疑問,為什麼三維生物不能在二維生存卻能在四維生存?

吳堅信


《三體》是一部很好看的科幻作品,在作品中有一個片段是三維空間的人進入到了四維空間。

現在雖然有一些理論提出了高維空間的概念,例如被認為可以統一量子力學和相對論的超弦理論中的十一維空間,但是目前並沒有試驗證明高維空間或者低維空間真實存在。

那麼所謂的三維生物不能在二維空間生存,或者可以進入四維空間這些都是意淫罷了。哪有什麼理論去推倒“為什麼可以在四維空間


生存,不可以在二維空間生存”,所有能給出你答案的還不都是在主觀臆斷而已嘛!


以上就是我的簡單回答,這裡是科學黑洞,感興趣的歡迎來關注點評。圖片來源網絡侵刪。


科學黑洞


看完三體一直有個疑問,為什麼三維生物不能在二維生存卻能在四維生存?

我們得首先來了解下二維是個什麼樣的世界,然後才能來分析是否在二維能生存!

如上圖所示,其實在三維生物不能在二維平面生存很容易理解,因為二維平面是一個直面長寬卻沒有厚度的世界,三維空間的生物如果到了二維平面上,那麼其將成為沒有厚度只有大小的體型!

非常簡單,三維生命的生存條件要有一定的厚度,至少也需要有一個病毒的尺寸,但二維空間只是一個平面,甚至連一個普朗克長度厚度都沒有,就如上圖,生命生存至少得有一個熱量獲取手段,沒有厚度的體型即使連光子都無法留住,那麼又有什麼手段來獲取能量呢?

而四維空間卻能向下兼容,至少在數學模型上看起來思維全方位無死角的包圍了三維,也就是說它擁有三維的所有條件,並且還比三維來得更兼容,因此除了四維中的距離感我們非常困惑之外,其他的也許並不會有什麼特殊問題,至少它能是支撐生命生存的,但我們人類是否具備,按理來說也沒有問題,即使有,那也能克服.....

當然多維空間僅僅是一個數學模型,至於是否存在確實值得商榷,但在科學界很多觀點都認為存在高維空間,只是我們對空間的理解上是在有太多的欠缺,因此我們到現在仍然在維度上一頭霧水,甚至連門都沒有摸到!!


星辰大海路上的種花家


別被科幻作品給騙了。重要的事情說三遍,在我們的經典宏觀世界中:

沒有高維空間!沒有高維空間!沒有高維空間!

我們的世界是三個空間維度加一個時間維度,被稱為四維時空。除此之外,沒有四維幾何空間,也沒有二維平面空間。只有三維空間加一維時間,其它的都只存在於數學中,從物理學層面來說,至多有一些想象,連假設都談不上,更不要說理論。

在微觀層面可能有(只能說可能)。M理論要求我們的時空是十一維的,但注意這只是一種理論,況且即使我們的世界真是十一維的,多出來的維度也是蜷縮到微觀尺度,和宏觀世界不會發生關係。

二維平面是一個沒有厚度的世界,我們的世界裡,原子都是三維的。二維世界連一個原子都“兼容”不了,怎麼可能有生命?

四維空間是長寬高再多出一個空間維度,數學上很好計算,但真放到現實世界中會怎麼樣?這個只能靠想象。四維幾何空間裡力的相互作用是什麼樣的?有沒有引力?人的鮮血會不會從第四個維度飆出來?內臟會不會從第四個維度流出來?別問我,我也不知道。

所以,科幻科幻,部分是科學,部分是幻想。幻想的部分別當真,認真你就輸了。


丹讀


這個問題其實非常簡單,大家可以先想象一個正方體。一個靜止不動,但你能運用你的空間想象力勾勒出正方體的每個角度的形態,注意:也就是通過你視角的變化在360º中掃描這個正方體。

我們可以暫且給予它三維的基本物理特性:長、寬、高。


現在我們開始把正方體投射到平面的紙張上,可把紙張定位為一個二維的空間(長、寬)。

不難想象,在三維空間中‘’正方體‘’,在紙上失去了三維的物理特性,變成了沒有參數‘’高‘’的‘’正方形‘’以及‘’六邊形‘’。如果非要在紙上(二維上)表示出正方體的所有特性,必須在紙上畫出無數個不同邊長六邊形和六個正方形。

下面這個六邊形就是正方體其中一個角度的二維成像


接著,我們可以讓二維空間繼續降維,如下圖所示。

而運用你的空間想象力去不同角度的‘’觀察‘’這個線條的話,你會發現它的長度會隨角度的改變而發生變化。正如你看到的,現在它的物理特性只有:長


所以,通過這個簡單的例子,我們就能理解為什麼三維的所有東西(包括生命體)不能在低維次空間‘‘生存’’(完整的形式,包括功能性質的正常表達)。但,值得注意的是,儘管它們不是完整體,卻是存在,只是表達的形態不一樣。

在學術上來說,高維次空間必須建立在低維次空間的基礎上,正如你通過想象把正方體的空間壓縮成二維,從而使得變成‘’正方形‘’及‘’六邊形‘’一樣。如果你在大腦裡完全不能通過改變‘’視角‘’讓被壓縮的‘‘正方形’’變形的話,那麼此正方體就不存在。

而之前所述的正方體逐漸變為線條的過程,你是可以通過視角問題改變它所維度投影的形狀或長度,這就證明正方體是成立的。因為,我們是從正方體的高維次往線段的低維次推導的,這就表示著首先正方體在之前就已經完整的存在,只不過在降維後的二維、一維等維度上不能被我們直接的發現。

所以就可以說:正方體在所處的降維空間中既存在又不存在。之所以存在是因為能通過所處空間擁有的物理性質表達出來。正如正方體在二維中通過三維特性(高維次特性的參與,也就是你的空間想象)的參與來讓正方形變為不等邊六邊形再變為等邊六邊形......來證明正方體的存在。而不存在,就是作為相對更高維次物的我們的認知的問題,對於我們來說,性質不能得到完整的表達也就是不存在。就像我們面對有長寬卻沒高、有長卻沒有寬和高的東西一樣,這些東西雖然存在,但並不會直接對你產生任何效應。


科學弦與維


其實在整個宇宙來說,不可能沒有無維生物,每個生物都在各自的維度生存。說螞蟻是二維生物,他們對於人類的手的看法就是“上帝”的存在;以此而說人類將四維生物的看法也就是如此,可我們也無法以四維生物的看法看三維生物,也就是“人類”(三維生物)。

在一般情況下,每個高等生物都不屑於看待一切低緯度.也就是低級生物的存在,就如我們看待螞蟻,蚊子的做法。

要想探討這個問題,就先要知道怎樣形成的每個緯度:

零維就是一個點,世界上、乃至宇宙中,都可以找到點的存在,但是你不能去將它放大,以至於你能在那裡生活!

一維就是無數個點形成的線,一維生物可以在那裡前後移動。

二維就是無數個線形成的面,二維生物可以在那裡前後左右的移動。

三維生物也就是我們人類,我們只能前後左右上下的移動,我們也只能用二維視角看待事物,每個維度生物都是以低一緯度的視角看他們的世界。

四維我們不能去發現(現在),也不能去想象,但是以這個類推就可以得出四維生物是以三維的視角看待四維世界,也就是以無數個三維空間來構成。

以此類推……

這麼說,一個維度包圍著一個維度,我們不能把一個維度用一個特殊的科學方式將緯度化分,到低一級維度去。但每個維度包含著一個維度,所以三維生物可以在一個有無數個三維組成的四維空間裡生存,但這也只是構想,現在是實現不了的。


極速奇解


這個問題要好清楚科學與科幻的區別,一個是經過驗證的事實存在,而另一個是基於科學理論上的幻想,這裡的“幻想”兩字很重要,說白了,可以是任何天馬行空的想象,只要不違反科學的根基!

所以說,為什麼三維生物不能在二維生存卻能在四維生存,沒有其他原因,是大劉讓他們能在四維生存而不能在二維生存!除了這個,沒有其他任何原因!

劉慈欣是偉大的科幻作家,不是科學家,科幻作家與科學家與有本質區別,說點不好聽的,劉慈欣某種意義上也是我們經常說的“民科”,這樣說沒有惡意。因為在科學領域,除了真正的科學家,就是民家科學家(也就是民科),劉慈欣是科學家嗎?

不是,所以他只能是民科!

且不說生命能在哪個維度生存,你能確定二維和四維真的存在嗎?大劉也不能確定!科學上從來沒有給二維和四維定義過,一切關於二維和四維的介紹都是想象猜測甚至幻想,本質上二維和四維的概念並不屬於科學,只是數學上的假象概念,而嚴格來講,數學也不屬於科學領域!

所以,對於很多科幻小說裡的所謂“高科技”我們不必太當真,它們不是科學,而是科幻,科學是嚴謹的需要有切實的證據,而科幻沒有為什麼,也不需要去證明!

所以,我們沒有必要一本正經地討論這種問題,沒有意義也是浪費時間!


宇宙探索


三維規律不適用於二維,這是個含括關係,無限個二維組成三維,同理四維,那麼已經形成三維的物質缺少了一維,便有了翻天覆地的變化,原來的規律被壓縮了,不論是生物還是非生物都被嚴嚴控制在一個沒有高度的世界,原來的屬性通通消失,那些只能在三維世界有的屬性到了二維全部被另一種形式代替了,而往高維則不然,由於四維規則包括了所有的三維規則,所以沒有三維物質無法存在的屬性。

按照三體中神乎其神的說法,再厲害的文明也無法突破維度的限制,歌者這樣的超級文明也只能向下發展,目前不知道那些神級文明能否向上發展,但能肯定的是,像歸零者這樣的神級文明是來自十維的宇宙田園時代,按照說法那時的宇宙時間無限,速度無限,文明程度高的無法想象,按道理那時候的文明一定能預測宇宙降維後會發生的一切事情,但那為什麼還是不斷地降維,既然是文明戰爭勝利,那是否十維宇宙的那場維度戰爭還未結束?現在應該可以想得到,就算是從十維來的神級文明應該也無法將維度提高,那也就是神級文明估計也不知道十維之後還有沒有更高的維度。

不好意思,扯遠了,別介意,嘿嘿😁


心若簡單世界就簡單


首先,維度問題我們並沒有完全弄明白,三體只是小說,劉慈欣也不是頂尖的物理學家,所以在小說裡,我們要遵從他的物理設定,在小說裡,0維是一個點,一維是一條線,二維是一個沒有高度的面,三維是我們的空間,四維是異常複雜的,你通過四維的空間氣泡可以清楚的看到人的骨頭血管,肌肉,不用割開,你就能看到組成人體的任何部件,你也能看到飛船的任何組成部分,四維太複雜,暫且不論,當三維降到二維時,我們變成了撲克牌上的jqk,想象下,一塊大鐵塊把你砸成沒有高度的面,你還能活嗎?我們體內有血管,消化道等管道,如果變成二維,從嘴巴開始到肛門的消化道就會把你分割成兩部分,你就死啦。二維到一維,寬度沒有了,所有物種都變成了一條線,再降維,所以物種都變成一個點,沒有長度,沒有高度,沒有寬度,沒有消化系統,沒有呼吸系統,無法生存。這是小說,前段時間在頭條看到有位物理大能的維度解釋,三維是空間維度的極限,四維是三維加時間維,五維以上都是時間維度有關,一個人長大可能當老師,有可能當軍人。。越高維度的人就可以隨意穿越過去,比如你的未來有N多種可能,你喜歡當醫生就去選擇當醫生的你,你喜歡刺激,就選擇當兵的未來的你。這也只是猜想,還沒有最終定論,讓二維人想象三維是不可能的,同樣,三維的我們無法想象四維,因為在我們眼裡三維已經包含了整個空間


蹦極莫忘拴繩


我的理解,二維是一個平面空間,他們看不到這個平面意外的地方,也就是看不到三維空間。如果一個三維空間的人投影到二維空間,那麼二維空間的人看到的只能是一雙鞋底,並不是一個完整的人。而我們作為三維空間的人去看二維空間,就像在看一幅畫,他是存在的,二維空間的人也是活著的,只是他們只是平面的。

同理,在四維空間的世界,看三維世界也許就像一個魔方,我們就活在這個魔方里,感知不到緯度外的世界,而四維空間的人卻可以看到我們,也可以投影到三維空間來。如果第四維是時間的話,我們能看到的是我們所在這個時間裡所存在的這個四維人的樣子。而四維人卻可以看到所有以前和現在的我,上知五百年下至五百年,還可以瞬間移動。這樣子說起來,四維人倒有點像古代的神仙,難道神仙不是外星人,其實是四維空間的人在我們世界的投影?


燕子與蚊子


《三體》是科學還是科學作品?

《三體》是科幻作品!

那麼科幻作品是需要科學事實的嗎?不!只需要的是科學知識。科幻作品並不像我們認識到的科學文獻那麼權威和嚴謹,它僅僅代表作者對世界的一種理解。

生物所在的空間並不是根據大小來衡量的,理論上二維的空間不存在高度,甚至二維世界是否存在生命都是未知的。但是二維世界一定有時間。評論中認為螞蟻的世界是二維的,是因為螞蟻只能對前後左右進行感知,而無法進行高度上的判斷,可這並不是說螞蟻就是二維世界的生物。

維度的說法是否正確?以我們人類的實踐來看,二維或者四維的說法是不正確的。這裡只存在壓縮或膨脹的三維時空,比如恆星的引力扭曲的光線,這裡是時空膨脹或壓縮,而不是幾維時空的問題。而且最要命的是,如果上一段中的螞蟻是我們,那麼我們永遠覺察不到二維世界與三維世界的差異在哪,這是生物特性的問題。那麼,如果時間不是三維世界與四維世界的差異呢?

如何理解時空的膨脹和壓縮?速度與時間的緊密聯繫我們已經知道了,而且我們知道相對於原來的參考系,物體運動速度越快它的時間就流失的越慢,這個速度是相對光速而言的。那麼我們可以理解為:光子是永遠存在的嗎?光子能在物質和能量之間實現轉換。

科學家們已經得出結論:我們不可能回到過去,至少在小於光速的情況下是不可能了,我們只能以不同的速度到達不同時間段的未來。

有趣的是,我們現在所能研究到的一切,甚至包括物質和反物質,都是三維世界的。宇宙大爆炸的理論認為,我們是宇宙大爆炸之後的殘骸中剩下的一部分,佔據絕大多數的物質與反物質都已經互相堙滅,剩餘的亞原子組成了氫原子,氫原子形成了恆星,恆星的核反應以及爆炸形成了我們和這個現實的世界。

那麼,如果宇宙誕生前時間、空間都不存在,二維的世界又在哪裡?


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