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標 題四維空間的第四維是時間嗎?
發信站YAM.com (Wed Oct 30 17:41:16 2002)
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一般我們所謂的「時空」是指時間和空間所組成
的一種物理描述,裡面包含時間t和空間xyz四個
物理量,也就是說他含有四個維度。以這四個物
理量來描述質點時,我們說這個質點在四維空間
中。
可是降有個問題,我們要討論的是四維「空間」
,那理應只有x,y,z才算是空間,時間應該不是
空間吧?那四維空間的地四維到底是什麼呢?
我的想法如下:
一維空間是線,線是「一點」移動的路徑。想像
一個「直線」的世界﹝即一維世界﹞,上面住的都
是「點人」,他們只能在線上移動﹝因為他們的
世界只有線﹞。今天如果有一個點人要從A 地到
B 地﹝即線上的A 點到B 點﹞,他要走的最近距
離是多少?
理論上這個數字就是AB的線段長,但更短的方法
是:把直線「扭曲」成圓圈,並將A 點與B 點重
合,如此一來A 點就是B 點,距離是0 。
用數學一點的說法就是,如果線上兩點的距離要
最近,那就要把線扭曲成圓﹝圓是一個二維的描
述﹞才能解決問題。
再來面是二維,是線移動的軌跡。如果一個住在
二維世界的「面人」要從A 地到B 地去,他最近
的距離是多少?同理,只要把二維的平面扭曲成
三維的圓筒狀,並讓AB重合,他的距離也是0,
體是三維,是面移動的軌跡,就是我們所處的世
界。同樣的如果我們要從A 地到B 地的最短距離
是多少?
這邊借用科幻片中的亞空間或曲速的想法,也就
是我上面的邏輯來推理:我們把自己所在的空間
扭曲成一個更高的維度﹝這個維度比我們所在的
維度高一個等級,那這個空間應該叫第四度空間
吧﹞,然後把AB重合,那就是最短距離了。
這個更高的維度我們實在無法想像,但無法想像
不代表不存在,以推論來說這個空間存在應該是
合理的吧。這個空間依然在時間控制之下,所以
時間應該不是四維空間中的一個維度吧....
PS. 純學術討論,不要把似是而非的物理兼神學
觀拿來回應。
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