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讓科學家暈頭轉向的四維空間

由 未君學院 發表于 綜藝2022-12-05
簡介這彷彿在說,四維空間對人類本來就沒有什麼意義

地球上有第四空間嗎

讓科學家暈頭轉向的四維空間

什麼是四維空間,各國科學家一直沒有統一的定論。正是因為科學家們沒有統一的看法,於是在社會上出現了五花八門的四維空間的解釋,魚龍混雜,怎麼說的都有。

四維空間的出現在一個意想不到的地方受到熱捧。上世紀,西方藝術家們受四維空間的啟迪,竭力要創造四維藝術。最具代表是藝術愛好著熟知的立體派和超現實主義。著名畫家畢加索、達利等人都藉著四維概念的啟迪,開創了從未有過的新畫派。但是無論他們的藝術怎樣努力,畢竟表現的手段要麼是繪畫,要麼是雕塑,原則上超不過二維平面和三維立體。觀眾還是找不到四維的感覺,最多也只是三維立體。

讓科學家暈頭轉向的四維空間

在上個世紀80年代四維空間還獲得了一個意想不到的收穫,韓國基督教神父趙鏞基宣稱,上帝告訴他,人的精神是第四空間。創造世界秩序和美的是第四空間。他著書《第四空間》,讓本來就很紛雜的第四空間更加豐富和滑稽起來。

四維概念也許在宗教界激發了趙鏞基,在藝術界激發了畢加索的靈感,但是四維空間依然沒有找到表現自己的手段。面對四維空間的尷尬,牛津大學數學教授馬·索妥易Marcus Du Sautoy乾脆說,四維空間在你的大腦裡,也就是說,四維是依賴人的想象。

讓科學家暈頭轉向的四維空間

由於是想象問題,數學家和物理學家的問題悄悄地轉變成了心理學問題。換句話說,研究人員擔憂的其實不是四維空間的存在問題,而更擔心大眾對四維理解的侷限性。這聽起來多多少少好像是是大眾理解不了四維,這難道不是對大眾智力的一種侮辱?

但無論怎麼四維空間有什麼樣的解釋,都對現實生活不造成任何影響。其實四維空間的混亂似乎對科學研究也沒有影響。這彷彿在說,四維空間對人類本來就沒有什麼意義。

對老百姓有意義的僅僅侷限在三維空間。即使對物理沒有什麼常識,一般人也可以從3D電影中體會到什麼是三維空間。三維空間在一般人的眼裡是實實在在的東西,這和四維空間的模糊形成了鮮明的對照。

讓科學家暈頭轉向的四維空間

要說明白四維空間,首先要證明四維空間的存在。現有的四維空間理論對四維空間的存在解釋並不成功,現有的解釋更像是三維的疊加,三維的移動,三維的變形,總之是三維的變異,而不是增加任何新的空間概念。

數學家也好,物理學家也好,無論他們如何解釋四維,藉助的手段都是三維。這就是四維的最大短板,四維無法表示自己,四維空間而只能藉助三維空間來表現自己。看那些解釋四維的動圖,其實就是在看3D電影,於是讓人感覺到,明明是3D,為什麼卻說是四維呢?也有數學家用數學公式來解釋四維空間,但抽象的數學公式只是數字,還無法證明物理世界的四維的存在。

讓科學家暈頭轉向的四維空間

在涉及四維空間的理論中,我們當然不能忘了愛因斯坦的理論。在愛因斯坦的世界裡,四維來了一個華麗轉身,作為時間進入了維度領域。由於時間被引入空間維度的世界,整個遊戲規則從根本上就不再是一回事,或者說,和過去的維度空間沒有了關係。

我們稱之為的時間,可以說是一年的365天,是地球圍繞太陽轉。在這個意義上,時間和地球在宇宙中執行的距離捆綁在了一起。愛因斯坦的時空概念和過去的人都不在一樣。當大多數人在紙上竭力描繪著四維空間的時候,愛因斯坦卻跟著光速飛跑起來。愛因斯坦似乎根本不在乎第一、第二和第三維度。和愛因斯坦相比,玩第一二三維度的人好比玩積木遊戲。他的第四維度的時空概念和其他三個維度已經完全脫節。

讓科學家暈頭轉向的四維空間

如果說愛因斯坦犯了一個錯,那麼這個錯就是,他不該稱自己的時空觀為第四維度。第四維空間已經把大眾折磨得很難受了,大家聽到第四維度就已經是眼前一片黑暗,現在又加上了時間,這豈不是更亂!難道人類就沒有更好的語言了嗎?為什麼大家都圍繞著第四維度糾纏不休。

從希臘人歐幾里得提出維度至今已有2千多年的歷史。維度這個概念的出現,給人類帶來了不少樂趣,也帶了不少麻煩。維度對很多人來說,其實就是一個優雅的智力遊戲。對這個捉摸不定的維度,雖然虛虛實實,即使一直沒有得到一個肯定的定義,但第四維度的概念卻給了人類無盡的想象。這也就是四維到目前給人類的主要貢獻。