为什么人类想象不出四维的空间?

摘要:北京时间20191112关于【为什么人类想象不出四维的空间?】的具体情况和说明,让www.hqx666.com新闻频道以图文形式为您慢慢道来。

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就像是一个点,一个想象出来的点。因为没有空间,所以它没有体积,没有大小。它即存在又虚无,空即是色,色即是空。本来无一物,何处惹尘埃。

那现在我们想象在它的右边出现了一个空间,这个点突然可以往右移动了。那么恭喜你,一维空间出现了。

一个点,从A移动到B,无论多长的距离,只要它动了。OK,这就是空间。

所以一维空间是一条线。而一个无限大的一维空间,就是一条无穷无尽,不知从哪里开始,也不知到哪里结束的直线。

我们可以快速地进阶。现在想象一下有一个生物,它的概念里面只有长度,没有宽度。因为它生活在一维空间中,永远只能在一条直线上移动,左手右手一个慢动作……

比如一个一维空间的直线AB,假设A点是北京,B点是上海好了。

有一天这个空间在更高维度的空间,也就是二维空间上,发生了扭曲。变成了一个二维的图形,然后A点和B点重合了。

然后这些生物开始在二维空间过上了幸福的生活。

不过好景不长,一个三维空间的生物,突然沿着Z轴进入了这个平面。这哥们先在A点着陆,然后像一只鸟一样跳跃到了B点。这是一个在三维空间的运动。

那么对于二维空间的人来说,这个家伙的运动意味着什么呢?

他从A点莫名其妙的消失了!然后又突然出现在了B点!二维空间的低等生物绞尽脑汁也想象不出这只鸟是怎么运动的,他们只能把这个三维空间的生物叫做不明飞行物,也就是UFO。

好了,从零维到我们熟悉的三维都很好理解。在我们开启第四维之前,首先得开一个脑洞,以便于更好的理解后面的维度。

接下来假说预警!!脑洞预警!!科幻预警!!玄学预警!!

如果你是严肃的物理党,请当作假说。如果你是普通的好奇党,请当作脑洞。如果你是严谨的数学党,出门左转……

让我们回到一维空间的直线X。现在假设这条直线从下往上运动,于是有了Y轴。

我们需要把Y轴涂成难看的黄白渐变色。

物理学里面,可以把时间t轴作为一条维度去和其他的XYZ轴一起运算,并且在运算的过程中还可以和另外三条维度相转化。那这不是另一条维度是什么呢?

以至于很多抽象的宇宙模型都把时间作为一个维度去分析,不过它又不能等价于欧氏几何的维度。它很特殊……

简单一点说吧,我们的三维世界可以理解为一个漂浮在河水上面的落叶,大河向东流,天上的星星参北斗……而这条河的名字叫做时间。

不过它和其他的体积维度不同。我们没有能力逆流而上,而是只能沿着t轴的一个方向,从过去向未来运动着。

反观我们这些三维生物,对于这样一个高维度的认知,就如同刻舟求剑。

比如著名的双缝实验:

我们朝一个双缝发射一枚光子或者电子。按照传统的粒子观点,它要不走左边,要不走右边。

虽然我们用各种不同的实验,都无法观测到最终那个确定的结果。不过所有的实验观测都还是间接地指向了那个假想,这枚粒子同时穿过了两条缝。

它没有把自己一分为二,而是在那一时刻,它即在A缝,又在B缝。并且依然是一个完整的个体!

什么意思呢?科学家也不知道。

但是我们可以从空间的角度开一个脑洞。

假设一个情景好了。现在有一个一维的点,它在二维的直线上面相对于我们以光速飞行,从A点到B点。

尽管理论上光速飞行做不到,但是我们可以畅想一下。

现在,比方说A是左边的缝,B是右边的缝好了。

如果我们熟悉的三维空间,在更高维度中扭曲了,会发生什么呢?

是的,那个即在A点存在又在B点存在的神一般的哥们又出现了。

那这个空间通过扭曲进入的那个新的维度,可能是时间。

但是……但是了啊!!

这个扭曲的高维度,也可能是另外的维度哦~

于是我们的思想就进入t轴之外的,某一条维度。

还是要把我们的三维空间想象成卑微的一个点。我们沿着时间轴t,从A点出发。

假设A点是午夜十二点好了,然后我们一起等待凌晨一点钟的来临。这是四维空间。

那么有没有可能存在两个时间轴,比如t1和t2呢?

这是不是就是传说中的五维空间呢?

而第五条维度,专业一点的人叫它“速率指向”。拓展到宏观上面,通俗一点的话……我们给它起个名字吧,反正至今仍然没有确切的结果。

我们姑且叫它……“可能性”?

may be

简单地说,宏观地说。现在不是粒子,是你。你曾经有两个选择,一个是成为工程师,另一个是成为会计师。如果你选择走T1的话,你就是工程师。而如果你选择走T2,那么你就是一个会计师。

于是乎,对于一个生活在五维空间的生物A的话。他就能同时看到那个工程师的你,以及会计师的你。

这个脑洞深入下去会变得更加诡异。我们还是把三维空间想象成一个点。那么四维空间就是一条直线。

A点是你出生的时间,B点是你死亡的时间。

那么此时的你,就同时处在A点和B点。

你此时既处于A点的生存状态,又处于B点的死亡状态……

你看,大名鼎鼎的薛定谔的猫来了。

事情是这样的。量子物理学家们发现,某一个电子,在被某种射线照射的情况下,有一定概率被激发出来,也有一定概率不被激发出来。

这和我们一般理解的概率不一样,这枚电子的状态不是或,而是且!就像是一枚硬币,它既是正面朝上同时又是反面朝上!这是一种没有因的结果。只不过我们观测不到而已。

牛逼的来了。

这枚电子,它同时处于激发与不激发这样矛盾的,神一般的存在!

反常识吧?著名物理学家薛定谔也觉得这个理论太他妈扯淡了吧。甚至包括爱因斯坦也表示质疑。比如那句“上帝不会抛骰子”的话……

然后呢,薛定谔给出了一个反例。或者说悖论。

他假设有这样一个仪器:如果这枚电子激发出来,那么这个仪器就发出毒气,毒死一只猫。反之如果这枚电子没有被激发,那么就不发出毒气,喵星人依然欢快地活着。

那么,你们这些量子物理学家所说的电子处于即激发并且又不激发的情况。是不是等于在说,这只猫现在处于即活着,同时又死了的状态呢?

你们确定不是猴子请来的逗逼吗?

然而量子物理学家们也很无奈啊,他们认为通过实验结果,得到的推论就是这样啊!

然后这个脑洞今天成为了量子力学的入门小故事……

其实双缝实验也好,薛定谔的猫也好。我们今天也不确定这些实验和高维度到底有多少联系,只不过他们的现象和我们关于高维空间的脑洞如此类似。。。

比如说。。。我们回到双缝实验中来,见证一个更加更加更加诡异的奇迹。

激发一枚电子或者光子,前方有个双缝AB。我们通过一系列复杂的实验仪器来检测它到底走A还是走B。比如量子擦除实验。

实验比较复杂,我也记不住……


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