答案:四維空間在數(shù)學(xué)中真實(shí)存在,被用于解析數(shù)學(xué)模型,但物理學(xué)上的高維空間從未被證實(shí)。
維度這個(gè)詞,最早被用于數(shù)學(xué)中的空間幾何學(xué),在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中N維空間代表:過(guò)空間的某個(gè)點(diǎn)可以作出N條相互垂直直線的空間,例如三維空間內(nèi),過(guò)某個(gè)點(diǎn)可以作出3條相互垂直的直線,這就是空間直角坐標(biāo)系。
下圖就是四維立方體,在四維空間內(nèi)每個(gè)點(diǎn)上連接的四條直線都是相互垂直的,在我們的三維空間內(nèi)看到的這個(gè)四維立方體是示意圖,是四維立方體在三維空間內(nèi)的投影,它并非垂直。
數(shù)學(xué)更高維度的空間用向量表示,三維立體空間(X,Y,Z),高維度(X,Y,Z,a,b,c,....)。
物理學(xué)上的高維空間就是我們常討論的另一空間領(lǐng)域。超弦理論認(rèn)為:我們生活的世界是由10維空間加時(shí)間所組成的,這10個(gè)維度中有3個(gè)維度在宇宙大爆炸后展開(kāi),這3個(gè)維度分別是長(zhǎng),寬,高,也就是我們現(xiàn)在眼前所看到的這個(gè)世界,另外7個(gè)維度都蜷縮在普朗克尺度上,這個(gè)尺度是微觀量子尺度,大小在10的負(fù)35次方米量級(jí),它超越時(shí)間和空間的存在。生活在宏觀世界中的人是無(wú)法檢驗(yàn)的,被認(rèn)為是超驗(yàn)的,所以到現(xiàn)在為止超弦理論也僅僅是一種未被證實(shí)的猜想。
超弦理論還認(rèn)為我們現(xiàn)在所在的世界中其實(shí)并不存在真實(shí)的粒子,所有的微粒都是一種叫弦的能量環(huán)在高維空間內(nèi)震蕩所形成的。至于超弦理論中的四維、五維到十維空間,都是為了理論的自洽所提升的維度,只有在10維空間加時(shí)間這個(gè)條件下,四種基本力才能合理存在,也避免了量子力學(xué)和廣義相對(duì)論結(jié)合時(shí)遇到的重整化問(wèn)題。
維度本身是探索世界的一種工具,人類進(jìn)入四維空間都是基于超弦理論的邏輯推導(dǎo),無(wú)法被科學(xué)證實(shí),如果弦理論推導(dǎo)的高維空間真實(shí)存在,人類進(jìn)入后會(huì)發(fā)生什么呢?
3維空間就是我們現(xiàn)在所生活的空間,是一個(gè)立方體的空間,有長(zhǎng)寬高的概念,人類在這個(gè)空間內(nèi)無(wú)法涉足其它維度,每個(gè)維度都有自己的法則,任何維度之間都無(wú)法跨越,甚至無(wú)法想象其它維度存在的形式,所以在三維空間內(nèi)推導(dǎo)的其它維度都是以三維空間內(nèi)的知識(shí)進(jìn)行解讀的。3維空間加上時(shí)間,就是四維時(shí)空,可以說(shuō)人類生活在三維空間或四維時(shí)空之中。
比四維時(shí)空更高一級(jí)的維度就是五維時(shí)空(四維空間+時(shí)間),理論上來(lái)說(shuō),低維度是高維度的投影,三維立體空間的投影是一個(gè)二維平面,二維空間的投影就是一維的一條線,根據(jù)維度之間投影的邏輯關(guān)系,四維空間內(nèi)的生物就是連續(xù)疊加在一起的一生所有狀態(tài),四維空間所有狀態(tài)集合的投影,就是三維空間內(nèi)人存在的某一時(shí)刻,如果四維空間真實(shí)存,里面的生物將會(huì)有預(yù)見(jiàn)未來(lái)的能力,生活在三維空間內(nèi)人類的時(shí)間是單方向的,那么四維空間內(nèi)時(shí)間線將變成雙向,你可以知道自己將來(lái)會(huì)變成什么樣,也就是四維空間內(nèi)的生物能夠知道自己從開(kāi)始到結(jié)束的所有發(fā)展軌跡,四維空間就是所有三維空間狀態(tài)的集合,這個(gè)集合包含了生物從生到死每個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)。
三維空間內(nèi)的人類如果強(qiáng)行進(jìn)入四維空間,結(jié)果必定是死亡。就像三維空間如果降低到二維空間,相當(dāng)于關(guān)閉了“高”這個(gè)維度,那么三維空間提升到四維空間相當(dāng)于打開(kāi)了一個(gè)維度,而我們的細(xì)胞血液,即便再小的微粒都是以三維形態(tài)存在的,缺少一個(gè)維度支持肉體,就像克萊因瓶一樣,三維的人類將變得沒(méi)有內(nèi)外之分,我們的器官組織和體液將會(huì)暴露在另一維度內(nèi)。人類進(jìn)入四維空間的結(jié)果就是完全消失在四維空間內(nèi)。
以上結(jié)論是基于維度之間的基本關(guān)系得到的高維空間推導(dǎo)。
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