※ [本文转录自 Gossiping 看板 #1T3WrAHV ] 作者: jfsu (水精灵) 标题: Re: [问卦] 四维空间有身体吗 时间: Sat Jun 22 19:13:09 2019 ※ 引述《empire42s (太阳王朝)》之铭言： : 假设一张纸上有一只二维生物 : 拿手指戳破纸 : 该生物只会看到手指与纸张相截的那个面 : 看不到整个手指在三维的其他部分 : 那在三维的我们 只能看到身体在三维的一小部分 : 说不定在四维空间里我们还有更大的身体 : 只是观测不到而已 : 有卦吗？ : 这篇充满维度的文章...是何等的勤勉！！ 原po一定是爱...爱的信徒！ 看到这份爱，却这麽晚回应的我是怠惰啊！ 身为科普的使徒！必须要回应这份爱啊！！是爱啊！！！ 啊啊啊.....大脑在颤抖颤抖颤抖抖抖抖抖抖 咳～关於原po问题的说明，可以参考一位英国中学校长亚柏(Edwin Abbot)在1884年 出版的一本讽刺小说《平面国》 (Flatland: A Romance of A Many Dimensions by a Square)。虽然这是一本批判当时英国社会阶层制度的小说，但是完整地描述了 次元空间的一些特性。(就是原po所述的那样。) 小说中，生活在二次元空间的Square先生在有一天突然遇到球体大神正穿越平面世界。 一开始是一个点碰到这个平面，接着越往上升先是越来越大(到达圆周的时候是最大)， 然後又越变越小。 Square先生认为自己看到一个可大可小的圆形怪物，但这位大神 竟然说话了，「他是来自另一个世界，名字叫做『球』。」 这位被Square先生视为怪物的球体大神，试着努力解释什麽叫做三次元空间，什麽 叫做立体，但Square先生完全听不懂。不是因为他装睡叫不醒，而是由於平面的人 无法看到三次元的事物，只能看到或是了解这些事物的切面型态。 其实，别说square先生无法理解，换做是我生活在这个三次元空间任何人也是无法理解 更高次元以上的空间。在此，先说明一下为何我们看不到高等次元。基本上，这不是 眼睛有问题，所以不用去找眼科。 你之所以能感受到三维空间(或是称作三次元)这样一个概念，其实是出於人类的本能。 举例来说，当你扮成抢匪走进银行内，就可以马上辨识出柜台、汇率板、摄影机等 摆设，甚至是正妹行员这种可爱又迷人的角色。简单来说，我们光靠本能就可以将 这些物体的长、宽、高描绘出来。（这类的计算，只是在潜意识内进行，我们当然 不会意识到运算过程，这是长久以来为了求生存而演化的结果。如果，我说如果， 要是你能意识到大脑正在进行种种运算，身体早就瘫痪得无法行动。） 三次元的本能观念，打从出自娘胎就已经根深柢固在我们脑海之中。爱因斯坦加入了 时间次元，将它扩充成第四次元。(物理学家称超越长、宽、高的空间次元与时间次元 为第五次元或是高等次元。) 回到最开始的问题，别说是理解了，高等次元的空间我们根本看不到它，如同怠惰的 司教培堤尔其乌斯的权能「不可视之手」。高等次元的各个维度空间是不可视的， 无论你怎样尝试都做不到，更别说是去想像它的存在。虽然如此，我们仍可以用 数学公式来描述，电脑也可以解出多次元空间公式。 之所以看不到高等次元的原因是来自於演化的意外发展。刚才提过，关於三次元的 概念是一项本能，大脑也就是为了应付这样的状况才演化成目前的结果。千万年前， 一只老虎朝你扑来，本能会让你作出反应，看是拔腿狂奔或是作出反击；而到了现代， 远方一辆失控的车子朝你冲来，本能仍是告诉你，看是要选择躲避还是打卡留言。 拥有这些技能，就代表你能在世上多活上一阵子。只不过，人类并没有拥有应付在 四次元以上遇到威胁时的能力，因为老虎或是车子并不会从第四次元冲出来。 再者，之所以物理学家主张高等次元的理由是，三次元太小了，无法描述宇宙所有 的自然定律；多增加一个次元可以简化、统合这些定律。举例来说，古代战争的 第一守则就是占领高地。从一个二次元的战场，跳换成三次元的视野，所有的战斗 都可以清清楚楚地统整成单一场景。再不然，想像你是某游戏新手玩家， 当你取得「开图」技能之後，处在「上帝的视角」来看整张地图，仿佛有一种 天大地大我最大的感觉。 爱因斯坦就是利用这个化繁为简的原则，发现时间是第四次元，并证明了空间与时间 可以统整为一，之後更是发展出将以这两个为测量基础的物理量整合在一起，如： 质量与能量。(E=MC^2就是因此得来。) 高等次元的第一个理论是克鲁查－克莱因理论(Kaluza-Klein Theoy)。这两位科学家 发展出重力新理论，认为光其实是第五次元的振动。注* 光可以穿越真空是因为真空是存在於四次元空间与时间里。只要我们再多增加一个次元 (即第五次元)，重力与光将统合在一起。 注: 想像鱼缸内的鱼儿紧贴着水面下游动的情景，把这只小生物的生活空间想像成只有 两个次元。由於我们人类所在的三次元空间已经超出它的体验，那要如何让它察觉到 第三个次元的存在呢? 举个例，如果下雨了，它可以轻易看到水波形成的影子沿着水面蔓延开去。由此推论， 虽然我们看不见第五次元，然而第五次元的波纹，在我们看来──就是光。换句话说， 我们人类只不过等同於从小小的鱼缸内看宇宙而已。 过去半个世纪以来，克鲁查－克莱因理论的矛盾终於被破解了，而带领这股潮流的 就是超重力理论(Supergravity theory)或超弦理论(superstring theory)等学说。 科学家相信，唯有研究高次元(超空间理论)，才能创造出统一各个自然定律的 大一统理论。 ps1.超弦理论预测了时空的次元数：十次元。 ps2.采用十次元的原因在於科学家可以有足够的「空间」来容纳四个基本作用力， 也可以解释目前粒子对撞机所产生的一堆粒子。 如果你问，我们存在的宇宙是否存在於高等次元内？基本上，目前还无法以实验证实， 不过，有个人曾经这样说，「我对普通的人类没有兴趣，你们当中要是有外星人、 未来人、异世界人以及超能力者的话，就尽管来找我吧！」 最後，关於高维度空间问题，在一百年前就已经在讨论了，当时关於第四次元的各种 论点可是非常夯(小说、魔术、鬼魂、神佛...)。有一位叫欣顿(Hinton)的数学大师 把第四次元具现化并通俗化地介绍给大家认识。他使用三种方式把高等次元物体 图象化：投影、横切面与展开，实至今日，他的这三个手法仍是目前科学家用来 理解与研究高等次元的方式。达利与毕卡索的作品也深受第四次元的影响。 当然，这又是另一个有趣的话题。 最後，在这本科幻小说《The Monster from Nowhere》有提到接触到(甚至是捕捉) 来自高等次元的怪物会是什麽样的经验...这留给有兴趣的乡民去找来看看.... reference: 1.不可能的物理学 2. http://www.awaker.org/a/yishiyukexue/kexuetansuo/2013/0401/7029.html -- 对流血一周仍然不死的生物千万不能大意……。 --

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