现实世界真是三维的?如果它无限薄,会是四维空间的断面吗?

人类是富有想象力的动物。即使是沒有见到过的事情,也可以在头脑中加以想象。古人曾描绘过在空中飞的船、在地底下跑的车,等等。三个眼睛的小和尚,没有口鼻耳目的大妖怪,乃至各式各样的魔怪变幻,等等这都是想象力的产物。落进地狱的亡魂在刀山血海中受难的图画,也给孩子们留下了恐怖的印象。这些,都不过是头脑中想象的东西。谁也沒有见过。虽是见不到的东西,却栩栩如生地被勾画出来。

现实世界真是三维的?如果它无限薄,会是四维空间的断面吗?

同样,四维世界谁也没现过。然而,具有思索能力的人类,却要在头脑中把它描绘出来。不过,它在纸上无法画出。在这个意义上说,四维世界的描绘需要更为严格的想象力。因此,对于“空间如果是四维的话将会怎样"这个问题,最适宜的办法是用数学方法来研究。应当不拘泥于具体的形象,而按照道理来进行思索。但是,这样一来,我们的讨论就迫不得已而成为形式化的了。

现实世界真是三维的?如果它无限薄,会是四维空间的断面吗?

点是零维的。这个点如在直线上,就起着把直线分为左右两段的作用。同样,如果在平面上引一条无穷长的直线,直线(一维)就把平面(二维)分为两部分。再进一步,若设想一个无穷大的平面,它就成为无穷大立体(三维)的断面。或者,也可以把平面说成是无限薄的立体。依此类推,我们居住的三维空间,可以说是把非常大的四维维空间一分为二的“断面”。或者也可以说,使四维空间无限变薄的极限就是现实世界。但是,很遗憾,人眼所看到的,不过是现存世界的形态,在它身旁存在着广阔无际的四维空间,而我们却无法感觉到。

现实世界真是三维的?如果它无限薄,会是四维空间的断面吗?

如果在长宽高之外想再建立一个第四号方向,那会指向什么方向呢?我们根据平面与立体的关系,也就可以把它弄明白。在本面上无论朝哪个方向引直线,三维的突起均必在与这些直线相垂直的方向上。与此相同,我们可在空间中向任意方向引直线,而四维世界则必须沿着与这些直线全都垂直的方向。它与长宽高各个方向都不同。那究竟是什么方向呢?那样的第四号方向在这个世界上到底存在不存在?至少,从一般的立体几何学里是找不到答案的。

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几何学如果不行,别的又有什么呢?这时,时间这个性质全然不同的量在脑海中浮现了。仅就纯粹的空间问题,由几何学的观点,也可以对四维空间进行探索,如果引入时间,这就变成了时空问题,两者肯定存在着联系,至于何种联系,我们也许可以通过静观弦理论的发展来发现它。


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