主页>社区>科技>探索发现

一个四维的人在三维世界里到底长什么模样?

eIT.com.cn  阅读 81 次

打印


稿源:新浪科技-自媒体综合


 

  “ 我们曾经仰望浩瀚的星空,思考自身的存在。”

  ——《 星际穿越 》

  今天我们来聊聊维度。

  大家有没想过,我们所处的宇宙,其实是一个多维宇宙。

  但可惜的是人类仅仅只是三维生物。

  所以在我们的认知中,世界是以三维的形式呈现的 —— 一个只能用长、宽、高来测量实体的世界。

  三维世界中,一个空间只存在三条相互垂直的线 x,y,z

  而在四维空间中,却存在着四条可以相互垂直的线 x,y,z,t

三维世界中,一个空间只存在三条相互垂直的线 x,y,z,而在四维空间中,却存在着四条可以相互垂直的线 x,y,z,t  三维世界中,一个空间只存在三条相互垂直的线 x,y,z,而在四维空间中,却存在着四条可以相互垂直的线 x,y,z,t

  而在四维,甚至更高维度生物眼中,除了长、宽、高之外,时间也有可能是具象的。

  就跟《 星际穿越 》中所描述的一样,时间对于它们来说可能就是一座山,可以爬上爬下。


  在物理的四维时空中,时间是除长、宽、高以外的第四个维度。

  而在数学的四维空间中,第四个维度是未知的,可能是时间,也可能不是。

  不管是哪个维度的实体,其实都有可能被我们所观察到,那当我们( 三维生物 )看到四维的物体时,眼前会是怎样的画面呢?

  首先,我们先来理解一下维度。

  一个点,因为没有方向,没有大小,所以它是零维的。

  但要是空间如果同时出现了两个点,这时候它们就有了固定的指向,从点 A 到点 B 是有距离( 也就是长度 )的。

  长度作为维度,就使得线成为了一维物。

两线确定一个面,此时,面不仅有了长度,还有了宽度,所有它是二维的。

  两线确定一个面,此时,面不仅有了长度,还有了宽度,所有它是二维的。

  但不管在一个面上,是画个人还是画坨屎,它都只存在于平面上,没有厚度,一旦赋予了它厚度,它就变得立体起来。

  长度、宽度、厚度,构成了我们所在的三维世界。

在艺术家 M.C Escher 的画中,二维的蜥蜴正试图变为三维实体,逃出画面在艺术家 M.C Escher 的画中,二维的蜥蜴正试图变为三维实体,逃出画面

  目前为止,从零维到三维的世界,我们都很好理解,因为高维生物能全面的、完整的观察到低维世界。

  人类甚至不能在一个空间内对同等维度的物体进行完整观察,这就是为什么我们并不能透视,看不到墙壁背后的东西。

  但接下来的四维可能就有些抽象了。

我们只有三维认知,而没有对更高维度的直觉。

  我们只有三维认知,而没有对更高维度的直觉。

  所以四维物体呈现在我们眼前时,不管我们怎么看,对它的认识也只能是三维的,如果想要直观全面的看到它,甚至只能通过二维的图像。

  而如果我们想要看到它的每个面、每个角、每个点,只能不停的变化它的角度,也就是说一次只能看到这个高纬度物体的一部分。

四维物体的三维世界中的横切呈现四维物体的三维世界中的横切呈现

  试想一下二维世界的生物如何看到三维世界物体,可能对理解会有些帮助。

  假设一个纸片人,想看看人类世界( 三维世界 )的球体长什么样,它眼里出现的画面是什么样的呢?

  当然是球体的截面。

  三维物体在二维生物眼里,只是一个截面。

纸片人通过横切面展示法看到的球体,会是一条从短变长,再从长变短的线纸片人通过横切面展示法看到的球体,会是一条从短变长,再从长变短的线

  对,这个时候,限制我们想象的不是贫穷,而是维度。。。在四维空间向量中,第四个维度( 有可能任何无法我们目前无法测量的东西,你要说是一种意识也不是不可以 )是未知的,所以四维物体哪怕一个面一个面被展示在我们眼前,仍然很抽象。

四维超立方体球形投影后的模样四维超立方体球形投影后的模样

  不过,要是我们把第四个维度假设为我们熟悉的时间,也就是物理四维时空,就比较好观察了。

  如果说,我们把一个人的静止状态,看做是是三维世界里的一个物体。

  那加上时间这第四个向量,它就变为了四维生物,把它被逐步呈现,我们看到的四维萌妹就会是这个样子。

  当然,当我们想要以上帝视角去看,甚至去想象这个不停变换的四维萌妹,在静止状态的全貌是什么样子时。。。

  你能想象一个个体在 3 岁时,同时也是 70 岁吗?它能长什么鬼样儿?

  emmmm,是不是大脑一片空白?

  我是谁,我在哪儿,我在干什么,忽然一下子就哲 ♂ 学了呢 

  在偌大的宇宙里,人类是如此的渺小,很多现象我们没有办法解释,甚至没有办法想象。

  也许整个银河系,也不过是外星人手里的一颗棋子罢了。。。

  但这并不表示未知不存在,别忘了我们还有科学、科技,通过它们我们正在离未知越来越近。






相关内容


热门栏目


最新资讯
图片资讯
热讯排行


关于我们 | 联系我们 | 合作媒体 | 使用条款 | 隐私权声明 | 版权声明
      Copyright © Phontol. All Rights Reserved.