看完《三体》一直有个疑问,为什么三维生物不能在二维生存却能在四维生存?

吴坚信


看完三体一直有个疑问,为什么三维生物不能在二维生存却能在四维生存?

我们得首先来了解下二维是个什么样的世界,然后才能来分析是否在二维能生存!

如上图所示,其实在三维生物不能在二维平面生存很容易理解,因为二维平面是一个直面长宽却没有厚度的世界,三维空间的生物如果到了二维平面上,那么其将成为没有厚度只有大小的体型!

非常简单,三维生命的生存条件要有一定的厚度,至少也需要有一个病毒的尺寸,但二维空间只是一个平面,甚至连一个普朗克长度厚度都没有,就如上图,生命生存至少得有一个热量获取手段,没有厚度的体型即使连光子都无法留住,那么又有什么手段来获取能量呢?

而四维空间却能向下兼容,至少在数学模型上看起来思维全方位无死角的包围了三维,也就是说它拥有三维的所有条件,并且还比三维来得更兼容,因此除了四维中的距离感我们非常困惑之外,其他的也许并不会有什么特殊问题,至少它能是支撑生命生存的,但我们人类是否具备,按理来说也没有问题,即使有,那也能克服.....

当然多维空间仅仅是一个数学模型,至于是否存在确实值得商榷,但在科学界很多观点都认为存在高维空间,只是我们对空间的理解上是在有太多的欠缺,因此我们到现在仍然在维度上一头雾水,甚至连门都没有摸到!!


星辰大海路上的种花家


《三体》是一部很好看的科幻作品,在作品中有一个片段是三维空间的人进入到了四维空间。

现在虽然有一些理论提出了高维空间的概念,例如被认为可以统一量子力学和相对论的超弦理论中的十一维空间,但是目前并没有试验证明高维空间或者低维空间真实存在。

那么所谓的三维生物不能在二维空间生存,或者可以进入四维空间这些都是意淫罢了。哪有什么理论去推倒“为什么可以在四维空间


生存,不可以在二维空间生存”,所有能给出你答案的还不都是在主观臆断而已嘛!


以上就是我的简单回答,这里是科学黑洞,感兴趣的欢迎来关注点评。图片来源网络侵删。


科学黑洞


别被科幻作品给骗了。重要的事情说三遍,在我们的经典宏观世界中:

没有高维空间!没有高维空间!没有高维空间!

我们的世界是三个空间维度加一个时间维度,被称为四维时空。除此之外,没有四维几何空间,也没有二维平面空间。只有三维空间加一维时间,其它的都只存在于数学中,从物理学层面来说,至多有一些想象,连假设都谈不上,更不要说理论。

在微观层面可能有(只能说可能)。M理论要求我们的时空是十一维的,但注意这只是一种理论,况且即使我们的世界真是十一维的,多出来的维度也是蜷缩到微观尺度,和宏观世界不会发生关系。

二维平面是一个没有厚度的世界,我们的世界里,原子都是三维的。二维世界连一个原子都“兼容”不了,怎么可能有生命?

四维空间是长宽高再多出一个空间维度,数学上很好计算,但真放到现实世界中会怎么样?这个只能靠想象。四维几何空间里力的相互作用是什么样的?有没有引力?人的鲜血会不会从第四个维度飙出来?内脏会不会从第四个维度流出来?别问我,我也不知道。

所以,科幻科幻,部分是科学,部分是幻想。幻想的部分别当真,认真你就输了。


丹读


这个问题其实非常简单,大家可以先想象一个正方体。一个静止不动,但你能运用你的空间想象力勾勒出正方体的每个角度的形态,注意:也就是通过你视角的变化在360º中扫描这个正方体。

我们可以暂且给予它三维的基本物理特性:长、宽、高。

现在我们开始把正方体投射到平面的纸张上,可把纸张定位为一个二维的空间(长、宽)。



不难想象,在三维空间中‘’正方体‘’,在纸上失去了三维的物理特性,变成了没有参数‘’高‘’的‘’正方形‘’以及‘’六边形‘’。如果非要在纸上(二维上)表示出正方体的所有特性,必须在纸上画出无数个不同边长六边形和六个正方形。

下面这个六边形就是正方体其中一个角度的二维成像


接着,我们可以让二维空间继续降维,如下图所示。

而运用你的空间想象力去不同角度的‘’观察‘’这个线条的话,你会发现它的长度会随角度的改变而发生变化。正如你看到的,现在它的物理特性只有:长


所以,通过这个简单的例子,我们就能理解为什么三维的所有东西(包括生命体)不能在低维次空间‘‘生存’’(完整的形式,包括功能性质的正常表达)。但,值得注意的是,尽管它们不是完整体,却是存在,只是表达的形态不一样。

在学术上来说,高维次空间必须建立在低维次空间的基础上,正如你通过想象把正方体的空间压缩成二维,从而使得变成‘’正方形‘’及‘’六边形‘’一样。如果你在大脑里完全不能通过改变‘’视角‘’让被压缩的‘‘正方形’’变形的话,那么此正方体就不存在。

而之前所述的正方体逐渐变为线条的过程,你是可以通过视角问题改变它所维度投影的形状或长度,这就证明正方体是成立的。因为,我们是从正方体的高维次往线段的低维次推导的,这就表示着首先正方体在之前就已经完整的存在,只不过在降维后的二维、一维等维度上不能被我们直接的发现。

所以就可以说:正方体在所处的降维空间中既存在又不存在。之所以存在是因为能通过所处空间拥有的物理性质表达出来。正如正方体在二维中通过三维特性(高维次特性的参与,也就是你的空间想象)的参与来让正方形变为不等边六边形再变为等边六边形......来证明正方体的存在。而不存在,就是作为相对更高维次物的我们的认知的问题,对于我们来说,性质不能得到完整的表达也就是不存在。就像我们面对有长宽却没高、有长却没有宽和高的东西一样,这些东西虽然存在,但并不会直接对你产生任何效应。


科学弦与维


首先,《三体》本身是科幻小说,其中的很多设定只是为了更好的推进情节发展,不必要用严谨的科学去细细的剖析。

现在关于多维时空仍然是猜想,无法确定是否真正存在多维时空并存在多维生物。

所以用现在的科学是无法解释这个问题的,还是按着小说的设定来说说吧。首先,三维的生物为什么不能在二维空间中生存?

这很简单,因为如果要去二维,则必须要丢失原本属于三维的信息,这样的话,就不可能在二维中生存,三个维度缺失一个维度,这是不行的。

但是三维生物可以在四维空间中生存,这是因为三维生物进入到四维空间中不需要丢失原有的信息,可以简单的理解成包含与被包含的关系,四维包含着三维、二维。

在小说中,太阳系被二维化之后,丢失了大量的原本属于三维空间的属性,从而失去了生机。

个人浅见,欢迎评论!

本回答由一枚游戏科幻迷原创,感谢点赞关注,我们一起科幻想象、畅游宇宙!予人玫瑰,手有余香!


一枚游戏科幻迷


我的理解,二维是一个平面空间,他们看不到这个平面意外的地方,也就是看不到三维空间。如果一个三维空间的人投影到二维空间,那么二维空间的人看到的只能是一双鞋底,并不是一个完整的人。而我们作为三维空间的人去看二维空间,就像在看一幅画,他是存在的,二维空间的人也是活着的,只是他们只是平面的。

同理,在四维空间的世界,看三维世界也许就像一个魔方,我们就活在这个魔方里,感知不到纬度外的世界,而四维空间的人却可以看到我们,也可以投影到三维空间来。如果第四维是时间的话,我们能看到的是我们所在这个时间里所存在的这个四维人的样子。而四维人却可以看到所有以前和现在的我,上知五百年下至五百年,还可以瞬间移动。这样子说起来,四维人倒有点像古代的神仙,难道神仙不是外星人,其实是四维空间的人在我们世界的投影?


燕子与蚊子


因为这是科幻瞎编的。

题主和大家要知道,科幻为了讲故事,包括科普为了讲故事,都会有一些,甚至是很多“艺术的再加工”,这些艺术的再加工是不能当真的!你要看没有这种“再加工”的,真正的科学,那就只有去看正儿八经,但也枯燥乏味的标准教科书了。

从“标准教课书”式的层次讲,不同的维度世界是不可能发现彼此之间的存在的。比如说,我们不可能发现二维世界,因为二维世界没有厚度,或者说厚度是零,一个厚度是零的事物是无法存在于三维空间里的,或者说在三维空间里是无意义的,要不然就出现逻辑矛盾了。所以,就算二维空间存在于我们身边,我们也根本就发现不了二维世界的存在。一样的,四维空间里的“人”,假设有“人”的话,他们或者它们也发现不了我们的存在,要不然定义就自相矛盾了。当然了,二维空间里的“人”,如果有“人”的话,他们或者它们也发现不了我们,因为我们这个空间固有的厚度在二维空间中根本就不存在。

我不否认有很多科普和科幻在讲一维,二维,三维,四维,乃至高维空间的关系时,把彼此联系了起来,但这是为了帮助理解。所以,大家要记住两点∶第一,这些都是为了通俗易懂而牺牲了严谨性之后的故事。第二,非三维空间的维度空间,都只有数学意义,而没有现实和真实的物理意义。

好了,供题主和大家参考,抛砖引玉,欢迎斧正,期待在交流中共同进步。


137亿年前的氢二氧一


首先,维度问题我们并没有完全弄明白,三体只是小说,刘慈欣也不是顶尖的物理学家,所以在小说里,我们要遵从他的物理设定,在小说里,0维是一个点,一维是一条线,二维是一个没有高度的面,三维是我们的空间,四维是异常复杂的,你通过四维的空间气泡可以清楚的看到人的骨头血管,肌肉,不用割开,你就能看到组成人体的任何部件,你也能看到飞船的任何组成部分,四维太复杂,暂且不论,当三维降到二维时,我们变成了扑克牌上的jqk,想象下,一块大铁块把你砸成没有高度的面,你还能活吗?我们体内有血管,消化道等管道,如果变成二维,从嘴巴开始到肛门的消化道就会把你分割成两部分,你就死啦。二维到一维,宽度没有了,所有物种都变成了一条线,再降维,所以物种都变成一个点,没有长度,没有高度,没有宽度,没有消化系统,没有呼吸系统,无法生存。这是小说,前段时间在头条看到有位物理大能的维度解释,三维是空间维度的极限,四维是三维加时间维,五维以上都是时间维度有关,一个人长大可能当老师,有可能当军人。。越高维度的人就可以随意穿越过去,比如你的未来有N多种可能,你喜欢当医生就去选择当医生的你,你喜欢刺激,就选择当兵的未来的你。这也只是猜想,还没有最终定论,让二维人想象三维是不可能的,同样,三维的我们无法想象四维,因为在我们眼里三维已经包含了整个空间


蹦极莫忘拴绳


其实在整个宇宙来说,不可能没有无维生物,每个生物都在各自的维度生存。说蚂蚁是二维生物,他们对于人类的手的看法就是“上帝”的存在;以此而说人类将四维生物的看法也就是如此,可我们也无法以四维生物的看法看三维生物,也就是“人类”(三维生物)。

在一般情况下,每个高等生物都不屑于看待一切低纬度.也就是低级生物的存在,就如我们看待蚂蚁,蚊子的做法。

要想探讨这个问题,就先要知道怎样形成的每个纬度:

零维就是一个点,世界上、乃至宇宙中,都可以找到点的存在,但是你不能去将它放大,以至于你能在那里生活!

一维就是无数个点形成的线,一维生物可以在那里前后移动。

二维就是无数个线形成的面,二维生物可以在那里前后左右的移动。

三维生物也就是我们人类,我们只能前后左右上下的移动,我们也只能用二维视角看待事物,每个维度生物都是以低一纬度的视角看他们的世界。

四维我们不能去发现(现在),也不能去想象,但是以这个类推就可以得出四维生物是以三维的视角看待四维世界,也就是以无数个三维空间来构成。

以此类推……

这么说,一个维度包围着一个维度,我们不能把一个维度用一个特殊的科学方式将纬度化分,到低一级维度去。但每个维度包含着一个维度,所以三维生物可以在一个有无数个三维组成的四维空间里生存,但这也只是构想,现在是实现不了的。


极速奇解


这个问题要好清楚科学与科幻的区别,一个是经过验证的事实存在,而另一个是基于科学理论上的幻想,这里的“幻想”两字很重要,说白了,可以是任何天马行空的想象,只要不违反科学的根基!

所以说,为什么三维生物不能在二维生存却能在四维生存,没有其他原因,是大刘让他们能在四维生存而不能在二维生存!除了这个,没有其他任何原因!

刘慈欣是伟大的科幻作家,不是科学家,科幻作家与科学家与有本质区别,说点不好听的,刘慈欣某种意义上也是我们经常说的“民科”,这样说没有恶意。因为在科学领域,除了真正的科学家,就是民家科学家(也就是民科),刘慈欣是科学家吗?

不是,所以他只能是民科!

且不说生命能在哪个维度生存,你能确定二维和四维真的存在吗?大刘也不能确定!科学上从来没有给二维和四维定义过,一切关于二维和四维的介绍都是想象猜测甚至幻想,本质上二维和四维的概念并不属于科学,只是数学上的假象概念,而严格来讲,数学也不属于科学领域!

所以,对于很多科幻小说里的所谓“高科技”我们不必太当真,它们不是科学,而是科幻,科学是严谨的需要有切实的证据,而科幻没有为什么,也不需要去证明!

所以,我们没有必要一本正经地讨论这种问题,没有意义也是浪费时间!


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