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四维空间的规律是什么?为什么超出了人类的认知?

爱因斯坦在相对论中提出了四维时空的概念。我们生活在三维空间加一维时间的时空场中,时间对应着三维空间的位置和状态。

但是空间真的只有三维吗?随着科学家对微观世界的探索,越来越多的科学家相信这个世界存在更高维度的空间。

我们知道一维、二维、三维,但人类永远无法想象四维空间是什么样子!

四维空间,超越人类认知?因为我们生活在三维空间,所以对低维空间了如指掌。

一维的线条,二维的平面,三维的体积,但是对于四维空间,人类是没有想象力的,因为四维空间是一个完全未知的领域,超出了人类的认知。

人类虽然有想象力,但想象力基本来自于生活中的认知,科幻作品中也经常能找到熟悉的影子。如果我们想象未来的生活,第一反应可能是会飞的汽车,更高的建筑等等,因为这些都是我们生活中常见的东西。

想象是对已有知识的扩展和拼接。

四维空间是一个完全没有认知的领域,一切都是“0”,自然无法想象。既然无法想象,人类就需要用另一种方式来推测四维空间——寻找规律。

好在我们生活在三维空间,从一个到三个维度的空间认知都有,所以找到规律就能大致推断出四维空间的特征。

知道了四维空间的具体特征,我们或许可以建立一个符合条件的模型。我们来看看四维空间的“影子”。

四维空间的规律是什么?空间维度的提升往往有特定的规律,一维空间就是一个简单的X轴。进入二维空间,出现垂直于X轴的Y轴,两个轴定义长度和宽度;进入三维空间,出现一个垂直于X轴和Y轴的Z轴,三个轴定义了长、宽、高。

根据轴的定律,四维空间中还应该有一个额外的轴,它同时垂直于三维空间中的三个轴。

可惜你的大脑和最聪明的人脑都只能考虑一到三维的空间,第四维的轴是不可想象的,因为我们没有任何相关的认知。

通过空间维度的提升,可以发现其他规律。

从二维空间观察一维空间,所有的线都可以是全景的,也就是说二维空间可以看到一维空间的一切;但是一维空间看自己呢?只能看到一个点。

从三维空间观察二维空间,也可以看到二维空间的一切,因为二维空间只是一个平面,三维空间可以占据一个高度,看到二维空间的一切;但是二维看自己呢?只能看到部分线条。

用高维空间的视角去观察低维空间,就能观察到空间中的一切。如果从四维空间观察三维空间,同样可以从四维视角看到一切,甚至是体积内部。

这个条件也是难以想象的。不用打开盒子就能看到里面的所有东西。即使有最先进的科技手段,也很难做到完美。

四维空间,真的毫无头绪吗?人类对四维空间没有认知感,基本没有想象空间,那么四维空间真的遥不可及吗?

爱因斯坦的虫洞理论为四维空间提供了线索。如果人类能在宇宙中找到天然的虫洞,或许就能直观地看到四维空间的产物。

虫洞为什么是四维空间?这还是类比得出的结论。我们在解释虫洞的时候,经常会用一张纸作为例子,这是一个来自二维空间的例子。

折叠一张纸,使空间中的两点相互靠近,实际上建立了三维空间的高度。二维空间的虫洞是一个有高度的“通道”。从二维角度来看,虫洞就是一个“洞”。

那么,以此类推,三维空间的虫洞就是建立四维空间的“通道”。从三维的角度来看,虫洞是一个“球”。

虽然叫虫洞,但它就像三维空间中的特殊天体。当我们进入虫洞时,我们也进入了四维空间。

生活在三维空间,如果进入四维空间会怎么样?谁也不知道,也许我们会进化成四维生物,获得观察世界的新视角;如果我们不进化,那么在四维空间中,就像漫画中的人物一样,我们将无法干扰四维空间,生命和机器的所有功能都将停止,我们只能观察。

毕竟在三维空间里,二维的漫画和动画作品是无法干扰和影响三维世界的~