四維空間是怎樣的,人進去會怎樣?

優質提問官


我們經常提四維空間,每個人都可以對第四維空間津津樂道起來,事實上很多人被這些概念誤導了。

就目前被證實的科學理論而言,宇宙是四維時空,而不是四維空間。四維時空是三維空間外加一維時間。

四維空間僅僅出現在某些理論的數學計算中,那只是方便將問題簡化而引入的第三方模型而已。

不管是量子力學和相對論都默認宇宙是三維空間結構的。M理論之所以認為宇宙是11維,那只是在解決某些問題不得不引入高維度,這樣才能使理論自洽。

拋開現實,如果真的存在四維空間。那麼我們可以採用零維到三維空間歸納演繹出四維空間的樣子。

0維是點,無數個點放在一起,使其任何兩點的連線都經過所有點。那麼這樣由無數個點疊加起的就是一維空間,也就是線。

假設有無數個一維線,使其任何兩條線之間的垂直線經過所有線,這樣一來就由線就構成二維面了。

對於三維空間,就是找無數個面,使其任何兩個面之間垂直線的長度數值都不為零。

同理到四維空間,找無數個三維空間,使其排練起來。

為了簡單形象一點,可以把四維時間理解成四維空間。那麼過去,現在,未來的三維空間將構成四維空間。

但要注意,這時候第四維是空間的延伸,而不是時間。所以四維空間是無數個三維空間的疊加,這不是由時間串聯起來的演進,而是真實存在的狀態。所有四維空間是實時的無數個三維的疊加。

如果一個人進入四維空間,那麼在三維生物的認知中,超自然現象將出現。三維生物壓根就看不見四維生物。但是當四維空間的生物延伸到三維空間,三維空間的生物只會覺得有一股空氣牆阻礙了它們的前進。最神奇的是,我們上下左右都可以繞過這個障礙物。

以二維空間為例,如果生活在二維空間的生物突然一天被人類踩到,那麼人類的腳會在第三維方向“佔滿”二維平面。但二維生物只有左右的概念,沒有上下的概念,當二維生物遇見人腳,只會感嘆:“遇見鬼了,怎麼什麼都看不見,咋就走不過去了呢?” 但卻可以左右繞過去這個障礙。

為什麼我說低維度生物看不見高維度生物,因為維度生物必須在本維度空間觀察才能呈現出來。而低維度生物沒有這一能力,自然看不見更高維度的生物。

如果四維空間突然出現在三維空間,那麼它們首先會在三維延伸到四維的方向佔滿我們的空間,但是我們依舊可以上下左右繞過去這個物體。

這就是第四維生物的表述,一般人的大腦簡直無法想象這是怎樣的場景。


科學認識論


在三維空間生活的人,理解四維空間的話,我認為應當循著這個思路。

首先,在紙上畫一個小人,由於這個小人只有長度與寬度,即只有縱軸與豎軸,所以小人所處的空間是二維的。

現在假設小人是有思維的,那麼他肯定無法理解畫出他的這枝筆。因為這枝筆在小人看來有無法理解的厚度。

但是,小人也會有發現,他會發現劃出他的這枝筆從不同的位置去觀察,這枝筆呈現出的形狀是不一樣的。

那麼同理,我們三維空間的人如果是四維空間劃出來的,那麼我們觀察四維空間的這枝筆肯定也會有不同於三維空間的表現。

這讓我想起兩件事。

第一件,量子糾纏的超光速問題。

都明白得一個不可理解的現象是,糾纏量子的糾纏現象幾乎發生在一瞬間,幾乎不受距離的約束。這一點,用三維的思維是無法理解的。因為光速不變是已經驗證了是個三維世界的真理,但量子糾纏為什麼會以無視距離而存在?

這樣想,如果量子世界的空間是一維的呢?

那麼,無論糾纏的兩個粒子相距多遠,但是在它們看來,他們根本未曾離開。

第二件,暗物質與暗能量問題。

因為無法解釋星系稀疏的物質密度為什麼能對抗高速離心力,我們創造了暗物質概念。又因為無法解釋星系彼此遠離的加速問題,我們又創造了暗能量概念。但是時至今日,我們對這兩個概念未有一絲髮現。到底這兩個概念對否?不得而知。

但是如果這樣想。

我們把獎個宇宙想象成一個大氣泡。汽泡內本身就充滿了各類星系。然後想象這個氣泡從水底升起。這個水面就是四維空間的一個分界面。然後,氣泡頂端與水面接觸的一霎那,我們是否可以理解為奇點產生?然後,氣泡徐徐上升,是否可以理解為空間不斷增大而星系逐漸增多?隨著氣泡上升,那麼從露出水面的任何一個星系看去,是不是感覺所有星系都在遠離並且逐漸加速?

想象,才是科技發展第一推動力。

拋磚引玉,請灑潘江,各傾陸海云爾。


全是大實話


目前沒人敢確認,自然中真實存在四維空間。

但如果我們所在的三維空間只是四維的一個切面而已,那麼我們就有可能看到四維空間。

前提是我們有能力在三維空間構造一個能投影四維物體到三維“平面”的設備。

為什麼要將四維物體投影成三維圖像?那是根據我們自身視覺系統凸鏡成像原理將三維物投射為二維圖像,所推測出來的。

做投射設備可能難度不是非常大,但關鍵是怎樣接收沿第四維過來的光線。


宇勳物聯


貪多,貪大是矇蔽人類眼晴的根源,其實破缺,虧損及漏洞才是世界之真相。四維物體或四維空間只不過是三維物體或三維空間的極端漏洞而已,如下圖實物模型:





用戶281059006


所謂的“四維空間”(或者高維空間)已經被討論過無數次了,但沒有誰能真正說清楚四維空間到底是什麼,或者說“四維空間到底存不存在?”

目前對“四維空間”的定義基本上僅僅停留在數學的抽象概念裡,簡單講就是在一個點上有四條互相垂直的直線組成的空間就是四維空間。雖然定義非常簡單,但由於我們是三維生物,無論如何我們都很難理解如此定義下的四維空間。

而數學概念只是人類瞭解認知世界的工具而已,數學並不等同於現實和物理,甚至某些數學概念在現實中是“錯誤”的。比如說,數學概念裡沒有最小的長度,但物理概念裡存在最小的長度,它就是普朗克長度。

所以,四維空間是怎樣的?沒有人知道,我們只能去猜想。

最簡單的理解四維空間的一種方法是這樣的:在一個封閉的房間裡,你只能通過開門或開窗離開房間,但在如果你能自由出入四維空間(假設存在),你完全可以輕鬆地穿越牆壁離開房間,就像遊戲中的瞬移那樣。

但這只是我們的想象。真實的情況很可能是這樣的:由於我們本身就是三維物種,無論如何我們都無法進入四維空間。事實上不但四維空間有可能不存在,更簡單的二維空間就一定存在嗎?若存在的話,它在哪裡?


宇宙探索


關於空間的維度概念是人定義的,是在人類的角度去解析和表達世界的一種方式。所以,在人類主觀觀察角度,空間只有三維,沒有所謂的多維空間。如果撇開人類的主觀觀察角度,空間是可以無限維度的。

要純客觀角度去表述多維空間,只能靠想象才能便於理解:你可以把多維空間想象成無數個俄羅斯套娃,假設有10個俄羅斯套娃套在一起,人類在從小到大的序列的第三個套娃空間裡(3維空間),那麼人類其實也同時存在於4—10維的所有空間裡,因為更高維度是由低維度疊加而成的,不是彼此之間獨立存在的。因此不存在人進入四維空間這種事,三維和四維之間沒有壁壘,四維一直包含著三維空間。

如果你還不能理解,可以再想象一下,我們生活在地球上,星系是無數個像地球一樣的恆星或行星組成的,你可以飛出地球,凌空俯瞰整個地球,獲得接近於更高維度的觀察角度,但是你無法獲得能直接俯瞰整個宇宙星系的觀察角度。因為人類無法突破維度極限。

你還可以想象一下:我們體內的細菌,你把它當作是低維度生物,它能獲知你的整體樣貌嗎? 當它離開人體這個相對封閉的空間時,它會怎樣呢?還是細菌……

結論就是:人本來就存在於4維…N維空間裡,只是根本不可能實現四維空間以上的觀察角度和實際體驗。或許我們以為的浩瀚宇宙,每顆星球只不過是高維生物的一個細胞而已。


姝子


1,低維度對高維度完全可見。就好像不管1維世界有多少點阻隔,2維世界都能看到。2維世界有多少圈圈住,三維世界都可以看到。那麼一個人無論被多少層保險箱鎖住,在四維世界都可以看到。(看到所代表其相應的維度視覺,在後面會講到。)2,低維度對高緯度不可阻擋。1維的點牆,2維的圓環牆,3維的棺材,在其維度都無法穿越,但是在高緯度,只要沿著該維度新增的軸向就可以逃脫。那麼一個人在三維世界中無論被多少層保險箱為主,那在四維世界中,只要他沿著新增加的軸向和原有軸向的移動,就可以離開那個保險箱。

山城小姐姐


人們確定任何事物都需要座標。

四維空間就是空間的三個座標和時間的

一個座標的結合體。任何一種物質,既存

在於空間中,也必存在於時間中,時空是

不能割切的。


廣法居士


其實宇宙的多維空間就在那裡,只是人類只能感覺到或者99.99%的人類只能感覺到是三維空間而已。


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