有沒有人可以簡單的說明一下《三體3:死神永生》中的多維碎塊?

行攝俊俊


首先說明一下,

《三體》裡面明確出場過(而不僅僅是存在於關一帆的想象和描述之中)的“多維碎塊”,是四維空間碎塊。曾經在中世紀被妓女狄奧倫娜碰到過,也曾經在威懾紀元被太空中的藍色空間號和萬有引力號遇見過,藍色空間號還藉助四維碎塊破壞了水滴的內部結構。而《星際穿越》中男主角進入的,則是一個五維時空。

所以,二者的分別還是比較明顯的。不知道題主說的沒看懂,是指對這兩個高維空間意義上的不理解,還是指對它們形態上的不明白。

那就分別從這兩方面說一下。

1.《三體》中的四維空間只是比現在的三維空間多出一個維度的單純“空間拓展”,而《星際穿越》中的五維空間實際上是三維空間加上時間的兩層維度。

四維空間的概念出現在《三體3:死神永生》,根據書中相關情節的描寫可以看出,人類所遇到的四維空間其實就是比我們所在的三維空間多一維的空間。這一維與時間無關,純粹是空間上的拓展。

我們知道,低維空間是高維空間的投影。低維空間裡的封閉區域,可以通過高一維的空間來找到進入的途徑。由於這個途徑不存在於低一維的空間,所以這種從高維空間進入低維空間的操作並不會破壞原本低維空間那個區域的完整性。就好比二維的紙上畫著一個封閉的圓,我們不能從紙面上其他地方進入圓的內部,但可以從紙外的三維空間伸手觸及圓的內部,絲毫不影響紙上那個圓的形狀。

《三體3:死神永生》裡,狄奧倫娜就是通過四維碎塊所提供的“入口”,輕輕鬆鬆把死囚的大腦取出來,而不破壞死囚外觀的完整。藍色空間號上的人,也是通過四維碎塊進入在三維空間裡表面全封閉的水滴的內部,把控制強力釋放的開關關閉,使被強力驅動的水滴瞬間變成一塊沒用的破銅爛鐵。

但這些操作都是空間上的延展,不涉及時間的變化。

《星際穿越》裡的五維空間就不同了,嚴格來說那應該是五維時空。男主角進入的這個空間,除了保留三維空間的空間結構外,所增加的維度是跟時間有關的,包括可以看到女主一生的時間線,也包括女主除了現實時間線之外的其他時間線,或者說女主人生的其他可能性——可能撿起那本被推落的書、解出方程,也可能沒有做到這些。

正因為增加了這樣的時間維度,男主才能選擇自己和女主出現在房間的那個時間點,把書推下去。如果這個高維空間是像《三體》裡那種純粹空間延展的高維空間,男主是沒法“回到過去”做這件事的。

所以,這部影片裡的高維空間增加的是時間的維度,這是和《三體》中的高維空間不同的地方。

2.沒有人真正知道高維空間的形態。《三體》只強調了四維空間和三維空間帶給人們感覺上的不同,而《星際穿越》裡的魔幻立方體只是一個有助於觀眾理解五維空間意義的具象表達。

我們已知的宇宙是三維的,我們生活在三維空間中。所謂“不識廬山真面,只緣身在此山中”,我們對空間結構的直觀認識,不可能超越三維。

一維是連點成線,二維是連線成面,三維是連面成體,這都不難理解,因為我們的三維就是具體的三個空間維度:長、寬、高,所以我們認知的“立體”都可以分解成這三個維度。再多一個維度是什麼樣子?其實是想象不出來的。高維可以想象低維,因為低維就是高維的投影,生活在“立體”世界,誰沒見過平面投影呢?

但反過來,一個從未離開過低維空間的人,縱然可以理解更多維度的意義,但對於具體和完整的高維形態是想象不出來的。假設一個從來不懂何謂“立體”的紙片人,如何能從他的平面世界裡推演出各種“投影”的“立體形狀”?一來根本沒這種概念,二來,就是理論上能進行抽象的理解,但實操時也是做不到真實的還原的,哪怕僅僅是想象中的還原也不可能,因為三維空間裡完全不同的很多樣東西,在二維平面的投影是有可能一模一樣的。就算通過轉換角度來觀察這些投影的變化,從而構建出儘量完整的“立體模型”,但細節也是絕對看不到的,能看到的投影只是邊界而已。

以此類推,三維空間是四維空間的投影,生活在三維空間的我們,不可能真正知道四維空間是什麼樣子。《三體》所設想的那種樣子,也只是作者的想象,無法證明是不是真的四維空間的模樣。所以,比起具體的空間結構描述,作者更強調人們在進入四維碎塊時的心理感受:

有過親身經歷的人都一致同意,置身四維空間的感覺是不可能用語言來描述的,他們甚至斷言,

四維感覺是人類迄今為止所遇到的唯一一種絕對不可能用語言描述的事物。

如果非要描述的話,總結起來一句話:感覺無比宏大。

注意這裡有兩個關鍵詞,第一個是“感覺”,因為四維碎塊中,那個新增的空間維度對人類來說是從未見識過的,就算能看到,也描述不出來,因為三維世界就沒有描述這種維度的概念和語言。可以參考書中狄奧倫娜的“感覺”:

狄奧倫娜仍半閉著雙眼,執著地陶醉於自己的回憶,像一個孩子掙扎著不讓大人把她從心愛的玩具旁拉開。“那裡很大,很好,很舒服。這裡……”她突然睜開雙眼驚恐地環顧著周圍,“這裡像棺材一樣窄,外面……也像棺材一樣窄。我想去那裡!”

在書中,任何到過四維空間(哪怕只是小小的空間碎塊)的人, 在適應了一時的視覺迷亂之後,就會愛上這種無比寬廣的感覺,而且再也無法接受“狹小”的三維空間了。關一帆就曾經委婉地用做夢的描述向“萬有引力號”的心理醫生韋斯特描述過這種情況。

關一帆收回目光,看著韋斯特說:“昨天我做了一個夢,夢裡到了一個地方,那是一個很寬敞的地方,寬敞到你不可能想象的程度。醒來後感覺現實很狹窄,就感到幽閉恐懼了。就好像,從一出生就一直把你關在一個小箱子裡,也無所謂,可一旦把你放出來一次再關回去,就不一樣了。”

可見,四維空間的第二個關鍵詞是“宏大”。這種宏大帶給人的震撼,不僅僅是視覺上的,也是心理上的。而心理上的震撼是由視覺上的震感導致的,視覺上的震撼在於,由於多了一個空間維度,人們看到了許多在三維空間的“封閉”區域看不到的東西。而這樣的信息顯然比封閉的“邊界”信息多得多,就好比二維平面的人看一個封閉的圓,只能看到那條封閉的圓的邊界。但跳到三維空間去看,就看到了邊界內整個圓內部的所有信息,跟原來的封閉邊界相比,信息量當然是宏大無比。

宏大到什麼程度呢?用書中的說法,當三維的人進入四維,看到的就是無限細節。

這時,他們不得不面對一個全新的視覺現象:無限細節。在三維世界裡,人類的視覺面對的是有限細節,一個環境或事物不管多麼複雜,呈現的細節是有限的,只要用足夠的時間依次觀看,總能把絕大部分細節盡收眼底。但從四維看三維時,由於三維事物在各個層次上都暴露在四維視野中,原來封閉和被遮擋的一切都平行並列出來。

比如一個封閉容器,首先可以看到它內部的物體,而這些內部物體的內部也是可見的,在這無窮層次的暴露並列中,便顯露出無限的細節。……

……但“並列”這個詞同樣可能引起誤解,……各部分的物理位置並沒有任何變化……每個人在三維世界中的熟悉形象還在,是細節的一部分,與其他無限的細節並列在一起。

書中用了很長的篇幅來說明這種“所有細節都展現出來,但彼此的物理位置並沒變化”的景象,我努力截取一部分,不知道能不能說明白。簡單地說,作者筆下的四維空間是這樣的:所有東西在三維是什麼樣子的,在四維還是那個樣子,不會有位置上的變化,比如身體裡的器官不會跑到身體外面。但是,原本在三維空間裡被封閉被遮擋的部分,在四維空間裡全都能看到。換言之,四維空間裡沒有封閉、遮擋這回事,就當是所有事物都是“透明”的好了。所以沒有任何信息會被遮住,宇宙中所有細節都在眼前一覽無遺……這種“沒有遮擋”不是錯覺,而是真實存在,因為到處都是“透明”的,人們可以隨意碰觸在三維空間裡因為遮擋而碰觸不到的東西。

舉個書中的例子:

莫沃維奇和關一帆很快知道了怎樣不觸動內臟。從一個方向上,他們可以像在三維世界裡一樣握住別人的手而不是抓住裡面的骨頭;要觸到骨頭或內臟,則需從另一個方向,那是一個在三維空間中不存在的方向。

這個“三維空間不存在的方向”,就是第四個空間維度,就是造成一切三維遮擋不存在的原因。實際上這個方向是否僅僅像書中說的那樣,並不改變事物在三維空間的位置關係,而只是造成“無限嵌套的俄羅斯套娃”的效果,誰也不知道。作者要強調的,也只是四維空間中的信息量“相當於三維世界中億萬倍”的效果而已。

雖然不知道真假,但是邏輯上是說得通的,想一下這樣的效果,也確實是很震撼的。

但是再怎麼震撼,也是空間延展帶來的,再重複一遍:《三體》中的四維空間,不包括時間的維度。人類碰到的四維碎塊,在時間上是和三維時間同步的。

至於《星際穿越》裡的五維空間,如前所述,可以看成是三維空間和兩維時間的疊加。誠然,時間和空間是嵌套在一起,互相影響的,所以疊加了時間維度的高維空間是什麼樣子,嚴格來說依舊無法想象。但是電影是視覺藝術,總得做出個大概的視覺效果,哪怕只是“意會”“象徵”。

於是就有了題主說的“四維立方體”。實際的五維時空是不是這個樣子,沒人知道,但是就影片中呈現的樣子來說,也是有其合理性的。

首先,這個五維時空裡的三維是空間,兩維與時間有關。那如果從空間結構來說,這個五維時空長得就跟三維空間一樣,是說得過去的。三維空間最典型的幾何結構不就是立方體嘛,再加上影片的設定是這個空間其實就是男主家裡的書架,那設計成這種方方正正彷如書架的樣子既形象又合理。

其次,和《三體》四維碎塊著眼的是空間延展無限細節不一樣,這個五維時空著眼的是時間軸的自由移動和時間線的添加,可以理解為在視覺信息上和三維空間並無明顯區別,所以就不必呈現清晰細節,反而可以用一些虛焦的光影移動來處理得模糊一點,“魔幻”一點,也可以更好地表達時間維度的感覺。

可以想象,倘若是按照《三體》描述的四維碎塊來拍,那影像效果是截然相反的,一定會有無窮無盡既清晰又明亮的讓人眼花繚亂的細節,用書中的話說,“彷彿整個宇宙的所有細節全聚集在周圍色彩斑斕地並列呈現出來。”說實話,先不說能不能拍出這種影像,就算拍出來,估計也只能讓人覺得雜亂無比。

參見之前的相關問答:

《中,根據藍色空間號上的人的描述,他們究竟是怎麼摧毀水滴的?》

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