人类为什么进不了四维空间,四维空间真的是穿越到另一个世界吗?

2023-04-30 来源:飞速影视
现在市场上很火也很有趣的一个玻璃制品——克莱因瓶子,号称是永远装不满水的瓶子。而克莱因瓶其实是一个美丽错误,翻译错误。因为克莱因是一个数学家,他研究的几何学,人们在翻译克莱因平面的时候错翻译成克莱因瓶。其实克莱因瓶子是永远无法真正造出来的,市面上所出现的只是瓶身上开个洞然后传过去和底面连接而成的。真正的克莱因瓶是通过四维空间的方式连接在一起,目前只能停留在思维模型中,无法真正制造出来。

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什么是四维空间
四维空间并不是指标准欧几里得空间,可以拓展到n维。欧几里得几何首先分析平面几何问题,然后分析三维立体几何问题,接着可以拓展到n维。例如x、y、在轴之间的空间又可以剖析为n个维度。但是四维空间克莱因描述是:一个瓶子底部有一个洞,现在延长瓶子的颈部,并且扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接。和我们平时用来喝水的杯子不一样,这个物体没有“边”,它的表面不会终结。它和球面不同 ,一只苍蝇可以从瓶子的内部直接飞到外部而不用穿过表面,即它没有内外之分。

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克莱因瓶是一个在四维空间中才可能真正表现出来的曲面。如果我们一定要把它表现在我们生活的三维空间中,我们只好将就点,把它表现得似乎是自己和自己相交一样。克莱因瓶的瓶颈是穿过了第四维空间再和瓶底圈连起来的,并不穿过瓶壁。因此四维空间以我们人类认知的三维感官是无法造出四维空间事物的。
人们对四维空间的认知
在爱因斯坦以前,人们的思维基本都局限于三维的空间。因为利用三维的数学几何物理等能足够处理智者所遇到的难题。然而爱因斯坦就探究相对论时,提出空间弯曲,在三维的空间维度上加了一个时间维度。根据爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行,你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一的原因。

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爱因斯坦所建立的宇宙观得到了现在科学家的认可,因此现代人的宇宙观是延续爱因斯坦的宇宙观。所以四维空间一直存在,但是人类又无法真正的弄明白,因此许多人就利用这个四维空间制造一些怪诞的思想,例如在刘欣慈的科幻小说《三体》就出现关于四维空间的描述。甚至有人把这种四维空间想象成魔鬼之说,说人一旦进入四维空间就变成魔鬼之类的等等。
人类为什么进不了四维空间呢?
关于人类进不了四维空间的问题,法国昂西国际动画影节,“最佳毕业生作品奖”和“评委团大奖”的动画作品《柏拉图PLATO》,讲述一个囚徒被困在二维平面里,一直想尽各种办法到三维空间去过三维人生。可是最后始终在二维世界里循环着。(感兴趣的可以去看下发布在我的视频里了)
三维的世界是有无数个二维平面组成,因此人类很容易弄懂二维和三维的世界。可是四维空间并非单纯是三维空间的叠加,爱因斯坦的相对论又表面我们是生活在四维时空里的生物,不过却不是生活在四维空间中。至于人类是不是可以时空穿越到四维空间,到另一个全新的世界,目前的科学认知人类是无法做到的。

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兴趣启发
虽然四维空间目前还只存在于数学模型当中,也正是因为有这种奇妙的思维想法因而产生了克莱因瓶。虽然目前的克莱因瓶并非是真正的四维空间,但是这种瓶子却能让人产生足够的兴趣和启发。
记得我上初中的时候,第一次接触化学,老师在课堂上做一些化学实验,我看得津津有味,感觉老师就像是魔法师一样。因此对化学产生浓厚兴趣,初中是化学成绩非常好。如果你家孩子上小学了甚至上初中了还对学习毫无兴趣,沉浸于玩游戏。你可以用类似于克莱因瓶这种能让人产生足够兴趣的玩意去吸引和启发,兴趣是最好的老师,也只有好奇能驱使他能真正有所成就。

人类为什么进不了四维空间,四维空间真的是穿越到另一个世界吗?


关于四维空间这种不确定的命题,事实究竟如何并不重要,重要的是能启发人们的思维,让人们对科学产生兴趣。不管将来有一天四维空间的科学研究,最终是被证实还是证伪,对人类来说都是一次进步!

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