為什麼人類想象不出四維的空間?

聚朋友之縱橫中外

四維、三維、二維、一維這些名詞最多的還是在網上看到的,下面這些回答大部分也和網上的差不多。我不知道這些解釋最早出自於哪裡,維度又和時間相關聯,貌似又變得很複雜,我曾經對於那些解釋也比較相信,但感覺又經不起進一步推敲,藉著這個機會正好說說自己的看法。




時間屬於維度嗎?

這個可以肯定的說,時間不屬於緯度,四維空間並不是三維+時間軸組成,也不要把四維空間和數學中四維模型相混淆,時間是什麼?時間只是人們虛擬出來的一種計量方式,用來表述物體的運動,也就是說,如果整個宇宙包括原子都是靜止的,那麼時間就是靜止的,時間是由物質運動所產生,因此時間旅行是不可能實現, 這裡要補充一點回到過去,是不可能的,但是有可能會到達未來,因為時間是由運動產生,物體的相對速度不同,如果相對速度差別很大,那麼他們所經歷的時間就會相對不同,運動慢的物體時間就會過得比較快,運動快的時間就會過得比較慢,因此運動快的相對於運動慢的就好像是穿越到了未來,這其實就是愛因斯坦相對論。既然時間是不可以回到過去,一直向前,所以就不可能是四維空間的一個維度。反過來說如果是四維空間的一個維度,那麼肯定是可以回到過去的,就像你可以向前走也可以向後走,所以長度是一個維度。



空間只有三維,沒有其它維度

一個點、一條直線、一個平面都是三維的,根本不存在零維、一維、二維,因為構成物質的粒子是三維的,你在一張紙上畫一個點、一條線,包括這張紙都是由基本的粒子構成,當然是三維的了,人只能看到平面的東西,但是可以在大腦中將平面東西轉變為三維,按照這個規律,如果人類要發現四維空間,就必須直接觀察到三維,而且還要取決於人類的大腦能否將三維轉化為四維。就像色盲無法看清顏色一樣,這是由於身體機能的限制,同樣受制於身體機能的限制,人類只能觀測到所謂的二維圖像,無法觀測到三維立體,所以人類是永遠都無法想象出四維空間的,就像畫鬼容易畫人難,去虛構一個大家都沒見過的東西顯而易見是容易的,這也是網上有很多四維空間想象圖的原因。


還能不能讓我起名了

對於我們人類來說,立體的直角座標系已經可以基本的代表三維空間,那麼不難發現只要是能被你想象出來的某一個位置,一個點,我們都可以把它用三維的座標系來加以表示。
現在你再想想,如果要在xyz三條軸上,加入一條來自第四維的軸,不管它叫做什麼,該要往哪兒加?如何讓它跟剛才提到的xyz三軸同時垂直?

是的,這個在我們的想象力範圍內可以說是很難做到,由於無法感受,對於我們人類來說,只有通過“對2維空間和狀態的感知”來感知“4維空間對3維空間和狀態的感知”。
那麼可以這麼說,可以說在2維空間裡的一切細節,對3維都是完全開放的,完完全全的開放,在某一個影像,或者說某一個畫面被人類看見的時候,其實已經是一個單純的平面了。而之所以我們還能感受到它的立體,僅僅是由於雙眼攝入後大腦進行處理,最終展現的結果。這樣的結果可能呈現真實,也可能騙過我們的雙眼。那麼可以清楚的看出,2維以內看2維,只能看到點和線。就這樣的點和線的感知,都要經過我們的經驗和假設,倒推和理解。
同理可知,若要從4維裡強行看3維,可以看到3維空間裡的所有細節。
可能也有過4維物體跟3維空間有過交錯,但我們卻無法感受。
人類對事物的認知價值觀,雖然總體在交錯,但畢竟基礎還是唯物的,我們長久以來,甚至長久到人類歷史以來,接受到的思想教育也是完全唯物的,所以在我們直觀感受不到4維空間,無法用2維空間去理解4維空間的當下,也理所當然的無法想象到4維的空間。

超級王登科

首先,維度是用於描述空間的,而對於我們生活的物質空間,人類是沒有完全認知的。我們人眼能夠看見的世界是通過光進入人眼的作用才能夠看見的,也就是如果存在這樣的物質空間,光無法進入或者進去後就消失了,那我們人的眼睛就看不見,所以受限於所見,我們的想象空間就是人類能夠見到的三維空間。

後來,愛因斯坦發現了時間和光之間的關係,提出了《相對論》,首次將人類能夠感受到卻看不見的時間這一變量與光聯繫在一起,也就是將時空結合在一起,建立了統一的理論體系,所以目前我們常說的第四維就是時間

據題主所問的問題,無論是四維空間,還是第五維空間,第六維...這裡的“空間”概念都不應該是狹隘的類似於三維空間的空間,它應該是一個發展中的概念,未來將會包含更多因素,比如時間等。

再來看看“想象力”這個詞,人類的大腦意識絕對和宇宙一樣充滿奧妙,現在對“想象力”的定義是人在已有形象的基礎上,在頭腦中創造出新形象的能力。比如當你說起汽車,我馬上就想像出各種各樣的汽車形象來就是這個道理。

因此,想象一般是在掌握一定的知識面的基礎上完成的,這種能力可以幫助你在你頭腦中創造一個念頭或思想畫面。

所以限於認知,對於後面的第4維,第5維等概念,筆者也一樣無法想象出。


鎂客網

這是因為低維生物,眼裡看不到高維生物,高維生物也無法理解低緯生物,要想理解,就需要先知道維空間理論,什麼是維?

維空間是90年代的超弦理論的一種,宇宙是十一維構成的,而我們所處於三維。根據理論,零維就是一個點,沒有長寬高。一維是一條線,沒有寬,沒有面積,體積。


二維就像電視上的畫面一樣,就是一個平面,只存在上下,左右不存在前後,只有面積沒有體積。


三維則又多了體積,有了前後,而我們所處的就是三維。

四維則又多了空間。


上面的圖片是根據理論,推測出來的四維,你可以試一下看看能不能找到最高點,這對於我們來說似乎是不能理解的,因為無論哪個角都是最高角,哪個也都是最低角。對於四維生物,我們更是想象不出來。




有人可能會問,為什麼我們能想象出二維,卻想不出四維空間是什麼樣?原因其實很簡單,因為我們的眼睛就像是攝像機一樣,而我們眼睛看到的畫面是二維,只不過我們的大腦,把眼睛看到的二維畫面以三維影響呈現在腦子裡。因為我們眼睛看到的就是二維畫面,所以我們能夠想象出二維。如果有興趣,你可以嘗試一下,把你眼前的事物想象成畫面,這樣你看到的就像是二維一樣,不過這僅僅是我的推測。

而我們想象不出四維的原因,和我們想象不出一維的原因一樣,因為我們無法以直接或間接的方式,看到或接觸到。


奇異秘聞

講四維空間不能用文字寫,看半天還是很難理解的,我們其實很早之前就能夠看到了。

直接上一個早之前非常棒的視頻《維度:數學漫步》中關於四維空間的部分,有興趣的可以點開去領略多維空間的神奇。

\n

{!-- PGC_VIDEO:{"thumb_height": 360, "thumb_url": "50ed00023683977cfac0\

賞金掠食者

根據我們平時對於一維二維三維的理解,在幾何學上來說,可以定義為線、面、空間。在一個維度空間裡,你能做出幾條正交的直線,那麼,這個空間就屬於幾維空間。三維及其以下的空間就算是天生的盲人,都可以很直觀的想象到的。

如上所述,四維空間理論上是在我們能想象到的前後、左右、上下的三維空間上,在加上另外一個維度,目前比較認可的是時間維度,但是也可以是其他,不如說溫度、色度或者是聲音。但是我們的大腦卻想象不出來,因為我們永遠不能在三條正交的直線中加上一條垂直於三條直線的線。



題外:四維空間或許已經擺脫了一種相互垂直的狀態。打個比方,你可以想像一間屋子有兩個門,你從左邊的門出去卻從右邊的進來,在三維空間裡這是兩個門,但在四維空間裡卻是一個門。


宇宙的眼

科學也是一種思想。任何思想都是一座橋樑,帶我們去認識世界,認識自我,認識宇宙。如果思想是一座城堡,即使再華麗,把我們囚禁於其中,不得而出。思想就是監牢,我們就是囚犯

科學是認識世界的一種方法。今天我們所看到的世界、宇宙是在科學方法論下所展開的“現實世界”。但是依然還有許多領域的問題,不能運用科學的方法得到結論。比如意識世界。借用科學的四維分類方法。三維世界是無法進入四維世界的,而我們在現實世界也是無法觀測到意識世界的。這是不是就意味著意識世界是三維以上的世界——第四維世界。

這個世界有什麼特性又是如何存在的呢?而人與人,人與自然,人與宇宙之間的意識為什麼無法溝通?

首先我們應該確認意識是真實存在的。只是因為我們身處真實的三維世界,所以無法進入虛空的第四維——所有真實存在的物質與工具都無法進入。在虛與實之間,有著一個巨大的鴻溝。除了意識的直覺與感受無法進入。

而在現實世界當中,我們之所以能溝通與交流,是因為思想。人是“虛有的意識和真實的身體”集於一身的。而思想就是標記,也是語言。如果計算機使用的不是同一種語言,計算機之間就無法進行溝通交流。同理,現實世界當中,科學就是給我們的意識賦予了同樣的思想,或者打上了同樣的標籤,所以我們才能夠溝通和交流。

當一張白紙,你畫上了圖畫之後,是無法再畫上其他的圖畫的。也就是說,當你有了一種思想之後,是很難再有其他的思想。這意味著當我們擁有了科學的思想之後,我們已經拋棄了其他的思想。更重要的是我們拋棄了人對於虛有意識世界的感覺,感知和直覺。有人稱之為第六感。在遠古時期,人類的先祖第六感應該是非常強烈的,現在我們已經逐漸退化了。因為我們已經不靠直覺,而是靠理性和藉助工具。

思想是溝通意識世界與現實世界中的橋樑。也就意味著思想是在三維與四維之間而存在著。又或者說,思想具有虛和實的二象性。它既可以轉化成實,比如文字、圖畫、XX學科。也可以轉化成虛,比如意識。當它轉化成“實”時,它就具有了有限性——真實的東西,一定會受到時間和空間的限制,一定會腐爛(時間改變),一定會變質(空間改變)。當它轉化成意識時,就具有了無限性——不受現實世界的空間和時間限制。

感性與理性,分別指向和對應的是不同的時空或世界。 感性是無界的,無限的,不區分裡外、上下,過去和未來,你和我。當我對你有感覺的時候,或者說我對世界有感覺的時候,我和世界,我和你是一體的。彼此之間是相融的,不分彼此。 理性是受控的,受限的。要區分你我,區分我與自然,我與社會。理性是對兩個不同的空間或物質所產生的對比反應。所有的哲學,都具有嚴密性、相對性的理性分析。科學亦是理性的。但其結論是具有唯一性的,沒有相對性。 理性是一種切割,割裂與劃分。它使人獨立於自然,並偉大於世界。同時,他也割裂了人與自然的融合關係。

但我們的直覺退化以後,我們也就失去了與第四維空間溝通的橋樑。真實的時間是有限度的,所以它不是第四個維度。(見《時間的真相——三界時間)。

今天就說到這。如果說的不好,請你見諒。


來去無意58911149

四維空間就是一個三維空間xyz軸加上一個無源均梯度變化的標量正方體,時間的變化可以理解成一個正方體顏色變化!而且這種變化是連續瞬時的!時間一定由物質最基本組成粒子組成的(注意:不是現在物理課本上的基本粒子),我們暫且叫他是“時間子”,這種東西無處不在,並且符合量子糾纏,而且超距作用也成立!就是說,只有時間和空間才能形成帶有電荷和質量的物體!單純的有質量,那是不行的,單純有時間,也不行!空間可以形成“靜子”(不隨時間演化的粒子)這種粒子不符合量子糾纏,這是因為它的時間因子為0,所以是定的!

比如我們的電子,說不定就是由“靜子”+“時間子”構成的,看似很小很小,對外作用很弱,但是裡面說不定可以扭曲很小尺度的時空,我們需要發現更小的粒子,以現在的基本粒子解決這個問題還是不太現實的,畢竟需要大量縮小粒子觀測尺度,才能找出更小的粒子,可是這個非常麻煩,技術難度太高!如果把空間尺度調至10的負30次方米,把時間尺度調至普朗克時間,說不定我們就可以觀察到任何粒子都是由四種粒子構成的“靜x子”,“靜y子”,“靜z子”和“時間子”(或“t子”)構成,還有就是每種基本子都有電荷,應該是個矩陣,這個電荷和這個基本子的質量反作用於時空,形成時空彎曲!

時間和空間應該是電荷和質量分屬兩邊的偏微分方程,這個方程應該有很多分形解,可以解釋很多原子分子結構和構成! 這就是四維空間的作用! 四維空間有一個定維和一個動維,也就是說時間是動態維,時間子是符合量子糾纏的,時間子可以以特殊形式排列成電荷的,電荷不是假想的,而是實際存在的! 現在電荷元是e=1.6×10∧-19庫倫,但是夸克就是有分數倍的元電荷,況且,這個還可以往下分,到了強子,..........這些都是複合子,分到極小尺度時,就會有時間子和靜子(空間子)!粒子越小,質量和電荷也越小,強相互作用越明顯,現在的大統一理論的難點就是時間,空間的理解和電磁學的對接!顯然,這是人類認識四維空間不足!

靜子→反靜子(平行時空?呵呵,或許是時光倒流的物質前提),負質量倒是在宇宙中並且是正時空(我們當前的時空)發現的,但是時間子→反時間子,並不意味著電荷是負電荷,而是有可能有時光倒流因子!

或許,四維空間就很神奇,還有很多摺疊方式讓你根本想不到


梅魯卡茲

首先我們應該明確什麼是四維空間,一維空間是長度,二維空間是長度和寬度,也就是平面,三維空間是長度和寬度和高度,也就是一個立體空間,那麼四維空間應該是長度和寬度和高度和時間,這是被科學界認可的。這個世界奇怪的是,時間對於人類只能消費而不能擁有。就是說人只能一秒一秒地度過,度過了就再也找不回來了,人也沒有辦法回到過去,更沒有辦法穿越未來,所以人是三維空間的產物。

那麼四維空間應該是什麼樣子的呢?如前所述,一維空間是一條直線,二維空間是兩條直線相互垂直,三維空間就是三條直線相互垂直,那麼四維空間一定是四條直線相互。這個空間人是沒有辦法完成的,所以人類想象不出四維空間。

雖然如此,我們可以在一個平面畫出立體的圖像,比如繪畫,電視節目等都是利用平面展現立體的圖像,就是說一個空間可以展現比這個空間多一維次的圖像,那麼在三維空間一定能做出四維的圖像,可是這個圖像人類是看不懂的,只有五維空間的意識是可以看懂的。如此說來四維空間就不是一個簡單的圖像了,而是一個三維空間的任何圖形沿著時間軸的連續。數學是萬能的,人類不能想象四維空間,但可以通過數學方程式來表達,比如:x²+y²=r²是園的方程式,x²+y²+z²=r²是球體的方程式,x²+y²+z²+t²=r²就是球體在四維空間的方程式。

因此,如何正確理解和認識四維空間和時間才是真正需要考慮的問題:

一、由於三維空間可以繪出四維空間的圖像,那麼我們的城市規劃和建設就不能有太多的隨意性,必須遵守老祖宗留下來的神秘的堪輿學,這是一代一代的實踐和經驗的總結。

二、必須珍惜時間有效利用時間,因為大自然一天只給我們24小時,今人常常以加班加點甚至是熬夜的方式利用時間。其實錯了!每天加班兩個小時一天並不是26小時,所以,只有工作的時間工作,休息的時間休息才是最有效地利用時間。

三、人生在時間上的恆等式是:過去+現在=未來,過去已經不能改變了,如果想要改變未來只有改變現在。


量子收藏

四維空間可以想象出來,但是可能描繪不太準確,只能舉例子說明下!

眾所周知,我們現在存在的世界是個三維立體的空間,一維是一個點,二維是一個面,三維是立體空間! 所謂四維就是三維立體空間加上時間,用時間軸加上立體空間所組成的新的維度!

舉個例子就很容易理解了。

我們在電影院看3D電影,身歷其境的感覺很棒!這個時候熒幕裡的場景給我們的感覺是就三維世界的表現,而我們作為不是存在於電影世界裡的人,超脫於電影之外,對於電影裡的主人公來說,我們就是在所謂的四維空間。比如我們看《戰狼2》,冷鋒他在的電影裡面他就是在三維空間,而我們觀眾相對於冷鋒來說,我們不在他的空間裡,也不會延著他的時間走,因為我們可以改變他們的時間流向!就是快進或者倒退! 四維空間可以控制三維空間的時間走向,這個是高於三維空間的很大特點!

高於四維的五維空間,相對於四維空間,不僅僅是可以控制時間,已經可以改變時間和創造時間! 比如說冷鋒,在四維空間你可以把他快進或者倒退,但是你無法改變他的命運,電影已經是拍攝完了,結局註定了!但是五維空間是可以改變時間和創造時間的! 就像導演,我覺得不好,我隨時可以改變拍攝內容,重新拍!就像一個人從出生到死亡,一輩子百十年過得不幸福,五維空可以把時間抹去,一切重新來過!

六維空間好像是可以把時間分散,產生多個時間軸,一個冷鋒可以設計出無數個命運。但是具體是怎麼弄的,實在是解釋不了,太深奧了。

從七維到九維,我看過的那本科普書實在有點深奧,理解不了,已經想象不出來的效果了。

以上純屬個人觀點,不喜勿黑!


分享到:


相關文章: