地球上有沒有發現過四維物體的三維投影?

楊莎莉


對於我們目前所處的時空來說,我們處於三維空間裡,那四維物體是什麼呢?首先我們可以肯定的是,它肯定處於四維空間中,但因我們處於三維空間,自是看不到也摸不著四維物體的。



我們三維物體是由長,寬,高三個條件構成的,而四維物體毫無疑問也包括這仨,但不為人知的是,它也就多了另外一個條件才能支撐其存在於四維空間中。許多人都認為四維空間是由長寬高外加一個時間維組成,其實並不是,時間它並不具備空間性,它同樣存在三維或四維空間中,只不過時間是相對存在的。


根據數學家推理出來的高緯度空間,四維空間其實就是三維空間沿著某條軸線排列成的,而三維空間裡的物體是幾乎看不到這條軸線以及四維空間的,相反四維空間中的物體就可以看到三維空間裡的物體。可以說這就是一個規律,低緯度空間裡的生物不能輕易發現高緯度空間的存在,而高緯度空間的生物卻可以輕易看到低緯度空間中的所有存在。

就比如一個三維空間的球體讓它經過二維空間,在二維空間中,它就會先以某個點出現,然後慢慢變成一條線了,慢慢變長,過了一會,又開始縮短,最後縮短回一點消失,始終不會呈球體的形狀出現,因為畢竟是在二維空間中,它不可能以三維空間裡的形狀出現的。所以二維空間裡的生物就會感覺甚是奇怪,這同樣可以適用於四維空間的物體經過我們三維空間,我們無法看到它們真正的面目,所以只能以三維空間裡的形式呈現,但又會表現得神秘莫測。有可能我們聽到的一些無法用科學解釋的現象就是四維空間中的物體經過三維空間時的投影。



當然了,這也只是一個猜測,畢竟我們身處三維空間裡,看不到四維空間以及其中的物體,也並沒有確切的證據能夠證明四維空間的存在,所以一切也都只是猜測而已。


阿菜科普


四維物體,出了長寬高外,還需要一個額外的維度才能夠支撐其存在。就以目前我們的宇宙表現來看,我們的宇宙是三維的(時間除外),而非四維的,存在於我們宇宙的物體也都是三維的。



但是,雖然我們三維生物看不見四維物體,但是從一些物理現象,卻隱隱可以找到高維存在的蛛絲馬跡。最為明顯的就是愛因斯坦的廣義相對論,它直接認為引力的本質就是時空的幾何扭曲,而這種扭曲已經被實驗所證實。那麼,如果我們空間是三維的,時空如何扭曲?向那個維度扭曲?



就像一個二維紙片,如果沒有第三個緯度,紙片絕對無法扭曲,只能夠是一個平直的二維紙片。比如著名的莫比烏斯環,就是因為存在於三維空間,故而可以扭曲為只有一個面的奇怪物件。所以說,如果沒有高維的存在,我們的時空又如何產生幾何扭曲?



很多圖片上畫出的時空扭曲,就是一個投影而已,是三維的。這種扭曲如果在現實中,我們很容易能夠理解或者測量出來。但是,真實情況是空間的每個維度都存在扭曲,這種扭曲是各項同性,沒有區別的。就像黑洞經常被描寫成一個“向下”的時空深洞,但其實黑洞的時空在各個維度都是“向下”的,而非圖上畫的只朝一個緯度向下。就像裡面說的,蟲洞不是一個洞,是一個球形洞,三維不能夠看其全貌,四維才可以。



所以說,時空的扭曲方向就是朝向高維的,正式我們無法想象到高維,所以我們也無法看到高維物體或者直觀地看到空間的扭曲樣子。


科學探秘頻道


最近比較火熱的動畫電影《哪吒之魔童降世》,我覺得有一個片段可以說說這個三維世界與二維世界的關係,我們知道電影裡面哪吒內涵巨大的能量,太乙真人為此將哪吒帶到了山河社稷圖中進行訓練。

山河社稷圖裡面的豐富多彩,隨意刻畫,就像是我們生活中所看到的二維世界的畫一樣,從山河社稷圖外面,人們可以看到圖畫中人物活動的軌跡,但是圖畫中的任務卻看不到外面的世界。

這種就是二維世界和三位世界的一種關係,高維世界可以洞察低維世界的一切,但是低維世界卻看不到高維世界的東西。而如果說高維世界的東西在低維世界出現,也是以低維世界的某種形式表現出來,就如同山河社稷圖中,所有改動,在外界看來都是在畫畫。

類比三維世界和四維世界的關係也是一樣,四維世界可以洞悉三維世界的一切,但是三維世界卻看不到四維世界的東西,同理四維世界的東西在三維世界都是以三維世界的形式展現。

比如很多人將時間作為三維之外的第思維,那麼在整個時間軸上,三維世界是可以通透的展示,而時間再這一刻的投影,就是我們所處的三維世界現狀。


帝國烽火


回答這個問題,我們先要定義一下這裡所指的四維物體。


因為我們一般提到四維,可能有兩種含義:一種是說四維時空,也就是三維空間加上一維時間。像愛因斯坦相對論所涉及的宇宙圖景,就是一個四維時空宇宙。對於這種時空四維在三維的投影,其實我們每時每刻都能感受到。

想想那是什麼呢?就是當下,這一分,這一秒,一個普朗克尺度時間間隔下的整個三維宇宙。比如上面這張延時攝影作品,記錄了星體在空中的軌跡,實際上就反映出了星體作為一個四維時空物體的存在狀態。而每一個時刻星體的定格狀態,就是這個四維星體在三維的投影。


而另一種四維,指的是幾何四維,題主問的應該是這種四維物體。也就是說除了長寬高之外,這種物體在另外一個我們所不能認知的維度上,也有物理存在。實際上,這種幾何四維體,指的是時空五維體。


那麼一個幾何四維體在三維的投影應該是什麼樣子呢?我們可以先從最簡單的例子出發,一個四維中運動的球體,在三維的正投影是什麼?應該是一個大小不斷變化的球體。想象不出來?那麼拿一個氣球放在燈泡下,改變氣球距離燈泡的位置,你看到它的影子是不是一個不斷變化的圓形呢?

那麼想一想,你在生活中見過一個漂浮在空中,小大不斷變化的球體嗎?用嘴吹一個氣球,然後吸氣呼氣讓它不斷變大變小,恭喜你,模擬了一個和四維球體在三維空間投影等價的東東。不過,這個氣球在四維幾何空間有對應的實體嗎?很難說!就好比一個二維平面上的生物,在平面上製造一個不斷變化的圓形陰影,並不需要三維空間真的有一個對應的實體。


但也有一種可能性,宇宙的11個維度,其實都是完全物理映射的。也就是說,所謂高緯度的實體,真實的物理本質是構建於低維度上的,高維度只是低維度信息的映射,或者說,幻覺。目前的黑洞全息熵理論,就是認為黑洞本質上並不是三維實體,而是二維實體。黑洞內部所謂的三維空間並不存在,黑洞的一切有意義信息都映射在黑洞的二維表面上。

如果是這樣,那麼只要我們在三維空間製造出一個與四維空間在三維空間投影等價的實體,那麼這個實體在對應的四維空間上,也會映射出一個相應的四維實體。

其實現代理論物理,試圖協調量子力學和廣義相對論,就是從維度入手,維度也許正是解釋宇宙本質的關鍵所在。


羅生物語


我們可以換一個思路,生活在三維空間的我們,有沒有觀察到二維物體?如果誰發現了,估計可以獲得諾貝爾獎了。因為二維物體可以認為是有一緯度為零的三維物體,所以理論上相對於三維空間來說是不可測的。對於一個不可觀測的物體,我們也無法控制和操縱,對我們既沒有意義也沒有威脅。所以以此推測,四維空間的生物是觀測不到我們的,也不用擔心他們會操縱我們的命運。

但反過來說我們卻可以觀測到四維生物在三維空間的投影。不過由於差了一個緯度,我們也無法對他們作出任何傷害。但是無法避免的是,四維空間生物可以在無意間傷害到我們,我們無法阻止,也無法預測。

不過我覺得空間緯度是公平且一致的,如果這個宇宙是四維空間的話,那我們都是四維生物,只不過多出的緯度由於尺度太小而無法觀測。


雕刻揹帶褲


《星際穿越》裡庫珀進入黑洞中心的五維時空、《三體》中地球人通過進入高維空間幹掉了“水滴”,這些畫面和描述很形象,會讓人產生一種錯覺,認為在我們的四維時空之外,真的存在更高的維度。一般來講,我們身處一個四維時空中,也就是三維空間加一維時間。這是愛因斯坦給我們定義的時空觀。1926年,德國數學物理學家西奧多·卡魯紮在愛因斯坦的四維時空上,再添加一個空間維度,把愛因斯坦的相對論方程加以改寫,目的是把當時已知的兩種基本力“電磁力”和“引力”統一到一個方程中。

敲黑板注意了!這是數學層面的操作,目的是為了方便統一兩種力,並非證明了我們的時空就是五維的。從方程式的角度,維度也就是一個量而已,不要說五維,一百維都沒關係。

隨著量子力學的發展,其一個分支理論:弦論開始越來越受到科學界的關注。弦論非常非常複雜難懂,對此感興趣的讀者可以去看一下布賴恩·格林所著的《宇宙的琴絃》。雖然是一本科普讀物,但我保證你看的頭昏腦脹。這裡我用最簡單通俗的語言來大概描述一下,簡單就不可能精確,還請大家見諒。

弦論認為組成宇宙中所有單位的是一條非常非常小的弦(其實叫“能量線”更恰當,弦論中“弦”並非一條實物線),而不是我們通常認為的“粒子”,弦的不同振動和運動產生了各種不同的基本粒子。

現在我們知道,宇宙中的四種基本力:強作用力、弱作用力、電磁力和引力也可以用粒子來描述。這樣的話,弦論就有希望把四種力完全統一起來,創造一個“萬物理論”(有沒有聯想到《星際穿越》中那個關鍵的方程式?)

愛因斯坦的廣義相對論在他的宏觀引力王國戰無不勝,但進入微觀量子領域就沒有了用武之地;量子理論在微觀領域好用,但對付引力束手無策。如果誰能夠把宇宙中的四種力完美的統一起來,那就是取得物理界公認的“聖盃”。

弦論雖然年少得志、前景光明,但它也有兩個致命傷:一個它極難獲得實驗證明,二是它需要改造我們的宇宙,它要求我們的宇宙是十維的!

弦論目前還在發展中,即使它最後統一了所有的粒子和力,成為了“萬物理論”,即使我們的宇宙被證明是十維的,大家也別想著進入高維空間去摘別人的大腦。因為根據弦論的計算表明:多出來的六個維度,會蜷縮到一個非常非常小的尺度,與我們宏觀世界不會產生任何互動。

所以可以答題了:這個世界上應該不存在宏觀的四維物體,更不會投影到我們的三維世界。


丹讀


四維物體的三維投影。

螞蟻,我們經常蹲下看著螞蟻從自己的窩裡爬出來,去對它們來說去遙遠的地方搬回資源。而它們只能走平線,平面,只有個別飛蟻有跨越爬行的能力飛行起來,而我們是隻能行走的。但是,我們有智慧,可以製造工具,令我們飛行,下海,外太空探險。

如果,思維就是第四維度呢?思維的實體化就是第四維度,我們如何打破第四維度呢?按自然進化,可能還需要成千上萬或者億年,人可能會進化到第四維度中,我們的身體適應第四維度,可能是我們的眼睛與思維所到之處我們的自身實體就會到達與完成選擇時光的前後流逝狀態。那麼我們現在不能選擇時間的狀態就是第三維度,我們只是第四思維方式與時間維度的投影,螞蟻在爬行時如果我們將他拿起放下,他可能根本不知道,只是尋找自己的路線。而我們呢?也可能被第四維度的智慧體在指揮著我們的人生,可能只是個別人,被在什麼情況下,一個決定時期,我們自己還沒有選擇,有一個思維實體的手提我們做出了選擇,做出以後,我們又根據我們的習慣繼續做那條熟悉的事。

這種第四維度,並不是全知全能的,與我們觀察螞蟻一樣,我們只能看到螞蟻的三維投影,它走到哪裡,我們拿起它的三維投影,放在我們選擇的地方。從頭到尾只是可能感覺好玩,沒有什麼思考與意義。第四維度的智慧體可能也這樣對待我們。

所以我覺得,第四維度就在我們身邊,並有可能隨時會與我們接觸,只是我們相互之間都不知道而已。很有可能他們的研究者可能去試圖研究我們,但是估計因為空間不同,我們還是無法交流的。可能在第四維度我們的投影就跟第三維度螞蟻的投影一樣,只是個“動物”很原始的狀態。

而我們的實體是碳水化合物組成的身體,在第四維度是不顯示的,第四維度可能只能“看”到我們有限的思維。


潤田大順1


地球上有沒有發現過四維物體的三維投影?

答案是:沒有。

因為即使有四維物體的三維世界的投影,人們也不會意識到那其實就是四維物體的投影,或者有這方面的猜測,也無法證明那就是四維物體的投影。

首先我們需要弄明白為什麼說N維世界是N+1維世界的投影?

“投影”這個詞其實只能適用於三維以上,二維以下根本無法形成投影。提出投影這個概念只是為了描述便於理解而已。 讓我們來看下兩幅素描圖,三維物體的投影,我們可以看成是二維的面,而組成面的陰影部份呢,是無數的一維的線,每條線包含著無數的零維的點。這些概念都只是基於靜態前提下的描述。而實際世界上的任何物質都是運動的,也就是說事實上任何物質都不是二維以下的。



維度只是抽象的的概念,就如數字1.2.3,它只是種描述表達手段,而非實質。

但是我們定義的三維物體是客觀存在的實體,按照維度定義推導,四維其實是三維的複合疊加態。(也有說四維是三維物體加上時間軸,事實上時間是貫穿每個維度的)那麼四維物體在三維世界的投影會是以什麼形式呢?

我們常常會看到一些新聞報道或奇聞軼事裡有提到某地某人突然憑空消失的事件,比如彭加木在羅布泊神秘失蹤、一些飛機在美國百慕大三角地區神秘失蹤、一些登山探險員在遭遇雪崩後神秘失蹤然後在幾十年後突然出現、一些未來時空旅遊者的傳說……這些關於時空不遵循經典順序規律的事件,都會讓人聯想到高維世界。

那麼蟲洞、時空隧道,會不會就是四維世界在三維的“投影”呢?因為無法驗證,最後結論仍然只能是沒有。


姝子


最近遇到一個有趣的事情,正好可以類比下。

最近公司材料檢驗超聲檢測發現一個缺陷,上面檢測到這個缺陷當量值不小,側面檢測這個缺陷當量值很小,下面檢測發現不了這個缺陷,只是顯示底波降低較大。同行應該都會遇到過,材料中的缺陷是有大小的,其實缺陷不止有大小,還有形狀,不同的方向以及不同的檢測手段發現的缺陷都不會是同一個表達方式,但是我們都習慣用一個當量值來形容缺陷大小。

對於不能直觀看到的東西,我們都會不自主的用一種我們自己常規理解的外在來形容。

前幾天看到一些科普文章,說是人類的眼睛由於什麼細胞(具體名字忘記了)數量不一樣,所以所有人看到的東西都不完全一樣。忽然腦洞大開,我們看到的不完全一樣,除了細胞數量不一致的本身原因外,會不會也存在一個這東西其實本身在不同的角度不同的時間不同空間等等維度上面,其實壓根就不一樣?古詩中“橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同”,是不是也會一種對更高維度的幻想與探索?


郴州看客


首先,回答問題。地球上到處都是四維物體的三維投影。

為什麼呢。

先明確一個概念。高維物體可以看到本體在低維的投影。一個三維物體,可以看到他在二維的投影。一個二維物體可以看到他在一維的投影。比如,一個三維的正方體,在二維的投影是正方形,正方體可以在二維以外看到這個正方形。比如,一個二維正方形,在一維的投影是一段線段,正方形可以在一維以外看到這個線段。

那麼,問題來了:人類是三維的,還是四維的?物理學認為,我們所處的維度是一個四維維度。除了三維空間,還有一個維度是時間。我們每個人,看到的物體,不論是人,動物,植物,設備,建築還是山川,星辰,都是這個物體在時間軸上的投影。

如果有一個高維生物,比如五維生物,他看到我們一個四維人,他看到的可不是這個人的高矮胖瘦美醜,而是可以延時間線,一眼看到一個人的一生。


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