03.01 為什麼人們說克萊因瓶造不出來?可那瓶子看起來好像可以造啊?

枯草隨風飄動


你說的兩個問題其實在本質上是一致的。

莫比烏斯環在二維空間無法觀測得到,如果事先在起點做上標記,一個二維的人在莫比烏斯帶上走一圈,他只會發現自己回到了原地,也就是對它來說,在莫比烏斯帶上走一圈和在圓形外側走一圈的效果是一樣的,也就是說它沒有辦法分辨出兩者的區別。

如果你知道莫比烏斯帶的由來,你就會理解,本來內外分開的兩個面,通過一種方式連接起來了,就像是通過可一個幽靈空間,其實這就是第三維度的作用。克萊因瓶是純空間維度的第四維產物,假設這個克萊因瓶存在(考慮到莫比烏斯環很容易在三維空間被製造出來),我們可能在數千年內都只能通過它的二維投影獲取這個思維空間的信息。

我們想要構想一個三維空間物體並不難,因為我們看到的東西結果大腦處理可以具有立體感,實質上人就是二維的圖像而已。光線對三維空間的物體進行投影,得到正視圖、側視圖、俯視圖,我們可以比較容易想象出這個東西的形狀,但是四維空間物體到二維平面圖像,損失的是絕大多數細節信息,這意味著可能需要很大數量的投影圖片才可以讓我們真正試圖構建這個克萊因瓶。

問題的答案就是,簡單說來,你無法創造,因為你的大腦不夠強大,你的生物進化結果只達到了你能夠理解三維空間的水平,即使你不經意間創建了克萊因瓶,你也無法觀測到,對於你無法觀測和度量的事情,去探究為什麼已經是變得沒有太大意義。

當然,這非常有趣。


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