這裡講的多維空間首先要排除三維+時間維的那類四維空間,那個只是無數三維空間在時間軸上的移動,是明可夫斯基的時空概念,非真正的四維空間。
一般說的四維空間是個數學概念,簡單解釋就是在任何一個原點上有四條互相垂直的空間軸,要明確的是在三維空間裡是畫不出四維空間的模式圖的。維基上所謂的四維圖是數學家按照幾何原理作出的四維圖形在三維空間的投影圖。這張四維超立方體也叫tesseract 或者叫四維超級立方體,沒有時間限的。
很久以前讀過海因萊茵的一篇四維空間的科幻小說《他建了座扭曲的屋子》。故事說的是,南加州一名有數學天賦的建築師用八個正立方體造了一座倒置的十字架形狀的屋子,任何一個面看都是一個十字架。正巧遇上地震了,第二天到現場看時,屋子消失了只剩下一個扭曲畸形的立方體房間。令人吃驚的是當建築師和屋主夫婦進入這個立方體後他們發現所有消失的七個立方體都以某種形式出現在屋裡,樓上的房間完整無缺,樓梯成了封閉環形的。很快他們發現他們的視野有了問題,當從樓上看大廳時他們恐怖地發現,看到的是他們背後的景物。任何一扇門都可以去任何房間,透過窗子可以看見院子,但就是出不去,他們在裡面驚恐萬狀地迷路了。。。
海因萊茵這篇小說里說到的,就是人們在談四維空間和三維空間的區別時,最常說到的四維空間裡所有的空間點都是可視無阻擋的。當然這是假設我們人和四維生物一樣接受所有光線,事實上我們人的眼睛只有二維成像功能,是腦子根據經驗而重組三維圖像。假如三維生物有可能進入四維空間,實際情況會更加複雜。有興趣的可以去網上找一個四維超立方體的圖,當中間那個小立方體無線小到接近一點,那麼你在立方體的前面也就是能夠看到立方體的後面的。這應該是數學推測,不得而知。但唯一可以肯定的是我們人腦是不會產生真正的四維空間圖的。
昨天有同學說我們人類不需要access四維空間,讀過之後覺得不是太好理解。本來好像各個維度的生物都各在其位也不大可能穿來穿去地玩兒。也許該說不能,而不是需不需要。
有幾個有趣的觀點順便聊幾句,希望能拋磚引語:
1)三維人類身體內部以細胞為單位都有對內含物的限制機制,在四維空間這種限制機制恐怕不復存在,於是皮囊下的各種液體就要真的“噴的一塌糊塗了”。
2)如果能量守恆是宇宙真理,那麼,按照庫倫定律,能量在三維是於距離的平方成反比,到了四維就是與距離的立方成反比,如此原子和電子之間的作用力變得非常弱,能否保持機體物理特性都成問題
3)在三維世界,我們用投影或者用筆記錄的東西在二維平面上沒有本質的區別。四維空間在三維世界的投影是三維的。假設我們人類全部或一部分是在四維空間裡的生物的投影,那麼老K說的一切都是假的就是真理了。另外如果誰在我們這個三維世界消失了,不一定就是死亡,也許是那個四維主體去什麼地方旅遊了,這麼想着是不是對死亡沒那麼恐懼了呢🤭🤭