四维空间是否真实存在,人如果进入四维空间,将会发生什么?
零维空间是一个点,一维空间是一条线,二维空间则是一个平面,而我们则生存在三维空间之中。
那么,什么是维度呢?简单来讲,就是通过空间内的任意一点能够画出几条相互垂直的直线,那么这个空间就是几维空间。零维空间只是一个点,无法画出直线,所以被称为零维。一维空间本身就是一条线,所以在空间中只能够画出一条直线,因此称为一维。
二维空间是一个平面,在一个平面上我们能够画出两条相互垂直的直线,而在三维空间之中,我们可以画出三条直线相互垂直,也就是我们所说的长宽高,三维空间是立体的。那么在三维空间之上是否存在着更高维度的空间呢?超弦理论认为高维空间是存在的,而且拥有十个维度。
超弦理论认为空间有十个维度,但宏观世界中只有三个维度,更高维度的空间则蜷缩在普朗克尺度上,也就是10∧-35米。
超弦理论是一种没有任何实际证据的理论,超弦理论存在的意义在于,在十维空间加上一维时间的基础上,四种基本力可以实现统一。维度与其说是一种客观存在的空间现象,倒不如说是一种工具更为恰当,因为维度这个概念本身就是人类进行探索研究所发明的理论工具。
从数学意义上讲,维度是存在的,高维空间也是存在的,但从现实世界来看,我们无法得知高维空间是否真实存在。即使存在,我们也无法看到其真容,甚至无法准确地将其描绘出来,而只能看到它的投影。这是因为低维空间是无法准确描述高维空间的。
这就如同二维空间无法认知三维空间的全貌是一样的。
作为三维世界的人,我们可以在一个平面上画出一个拥有长宽高的坐标系,但本身处于二维世界的人是做不到这一点的。我们可以假设二维世界存在着生命,比如在一张纸上所画的两个小人是拥有生命和意识的。
那么对于这两个小人而言,它们看对方只不过是一条线而已,这就好像我们三维空间的人看别人都只是看到对方的一个面而已。那么二维空间的小人是无法跳出平面来画一个拥有长宽高的坐标系的,他只能画出线和线段而已,所以他是无法准确描绘出三维世界的样子的,而且只见过线的他也根本无法想象三维世界的样子。如果我们试图与二维空间发生接触,将手指按在一个平面上,那么平面上的生命看到的也只是一个点,这个点就是三维空间在二维空间的投影。
人如果跨越本身的空间维度,会发生什么呢?
一个人如果从高维空间进入低维空间,那么将会碎成粉末。两个二维空间的人看对方只能够看到一条线,而无法看到对方身体的内部,但三维世界的人可以,我们可以看到二维世界中小人的身体内部,也就是说低维度在高维度面前是完全展开的。
人类的身体在三维世界中是封闭的,而如果进入二维世界,那么则要进行低维展开,我们的内脏器官、组成器官的细胞都要进行展开,毫无保留地展开在平面之上,届时我们将会荡然无存。既然高维度的人无法进入低维度空间,那么低维度的人是否能够进入高维度空间呢?如果进入到高维度空间又会发生什么呢?人如果进入到四维空间,那么对于三维空间而言,他将是无所不能的。
如同二维空间在三维空间是完全展开的一样,三维空间对于四维空间而言,也是完全展开的。
这种展开既是空间层面的,也是时间层面的。这是一种难以理解,更难以描述的状态,比如身处四维空间,可以伸手掏出三维空间中一个人的心脏,而这个人的体表却是完好无损的。这就是空间层面的展开。
而在时间层面,三维世界的某一时刻是四维世界全部时间的投影,而身处四维空间,能够看到三维空间的过去和未来,因为三维空间的时间在四维空间也是完全展开的,而且在这里时间是双向的。由于多了一个维度的关系,你还会感觉到四维空间无比的宽阔,是一种无法描述和理解的宽阔。不过三维空间的人如果进入到四维空间,将显得非常脆弱。这就好比二维世界的纸片人进入到我们的三维世界一样,他没有厚度,身体构造暴露无遗,轻微的触碰都会导致其丧命。