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進入4維空間會發生啥事?德國數學家證明此事,人類已不是自己了
2023/08/03

四維空間是由愛因斯坦在相對論理論中提出的概念,他認為物體在空間中的運動不僅受到空間位置的影響,還受到時間的影響,因此需要引入時間維度來描述物體的運動規律,四維空間在物理學、幾何學、計算機圖形學等領域都有廣泛的應用。

它可以用來描述物體在空間中的軌跡、光線在空間中的傳播過程、曲面的形態變化等,在計算機圖形中,使用四維空間可以實現更加豐富多彩的圖形效果,如翹曲效果、流體模擬等,在幾何學中,四維空間也經常被用來研究球面映射、轉動等問題。

目前人類對于四維空間的了解非常少,基本上都是處于想象當中,不過在19世紀的時候,有一位著名的數學家證明了四維空間的存在,這位數學家就是波恩哈德.黎曼。

他被稱為是19世紀著名的天才數學家,在他生活的那個年代,歐幾里得幾何學被認為是唯一的幾何學,人們認為在三維空間中的所有圖形都能夠由平面幾何學推導出來。

後來黎曼發現三維空間并不是唯一的幾何學,實際上,可以將三維空間擴展到任何維度的空間中,這些空間具有不同的性質和特點,黎曼幾何學時研究曲面和多維空間的性質和結構的數學分支,它使用曲率來描述空間的形狀和結構,黎曼在他的論文中提出了一個新的幾何學概念,即黎曼流形。

黎曼流形是一個具有度量結構的空間,可以用來描述任意維數的空間。在歐幾里得幾何學中,空間的度量是恒定的,而在黎曼幾何學中,度量是可以變化的。黎曼曾經在《論幾何基礎的假說》的論文中,開啟了現代幾何的概念,也不止一次的提到四維空間,在人類科學史上,他是首次提出這個想法的第一人。

黎曼不僅僅在曲面內在微分幾何當中有很高的成就,而且還將曲面的概念擴展到了流形上,對此前的理論實現了超越,在成功引入流形之后,黎曼的「格局」一下就打開了,直接跳出了三維空間的桎梏,為高維幾何的研究和發展鋪平了道路。根據曲面上弧長的計算公式,就可以建立起內蘊幾何。

即把二維曲面擴展為「n維流形」,并且將該公式當中的系數擴展成了「黎曼度規」,以此來進行計算和丈量。并且也通過這種創新的論證,證實了空間不止是人們看見的三維。黎曼的幾何不僅僅局限于數學,他還進行了相關物理實驗,將二者聯系到了一起,并且給出了影響愛因斯坦的預言,即或者現實的空間是離散的流形,或者在作用于流形的束縛力下,必須在流形之外尋找決定度量關系的基礎。

當年愛因斯坦建立廣義相對論的時候,就受到了黎曼幾何的啟發,并且引入了它,解釋了四維空間當中的幾何結構和物質分布運動是存在密切關系的。

由此可見,黎曼對于相對論的影響還是非常大的,同時對人們更加深入探究四維空間提供了理論基礎,從物理學的角度來說,四維空間是一種抽象概念,它不像我們所經歷的三維空間和時間那樣具有實在的物理屬性,它是用于描述物理現象和預測實驗結果的數學工具,而不是具有物理實在的東西,即使是四維空間真的存在宇宙當中,我們也無法感受到它,畢竟不同維度空間的法則也是不同的。

科學家認為,如果人類真的能夠進入四維空間,那麼人類就不再是我們自己了,畢竟跨越維度之后,生物的本質就會發生變化,在我們的眼中,二維空間應該是一個沒有高度的生物,如果二維生物進入三維空間,那麼它不可能以平面的形式存在,必然會改變其形態,但是這個形態如何轉化,科學家也不清楚。

而且就算是生物的本質會發生改變,也不一定能夠真正的成為四維空間的生物,因為以人類的認識,在四維空間中一定會遇到很多無法理解的現象,除了四維空間之外,科學家認為,還有更高的維度空間,比如說五維空間,在科幻電影《星際穿越》中,有一句非常經典的話:愛是一種力量,能夠讓我們穿越時空的維度來感知它的存在。

在電影中,男主進入五維空間向過去的女兒傳遞信息,這一片段向我們揭示了我們的世界其實是由不同維度組成的,在五維空間之上,還有六維空間、七維空間、八維空間、九維空間、十維空間、十一維空間,空間維度越高,代表著生物的能力越強,一維空間和四維空間都比較好理解,而五維空間就是在四維空間的基礎上加上一個維度。

在五維空間中,時間和空間都是一樣客觀的,如果我們能夠進入五維空間,那麼人類的思維也會同樣存在,它是一種連續流,和時間的連續流是一樣的,五維空間的特點主要體現在它能夠超越時空,不同地點的人能夠穿越時空,共享同樣的想法,通過思維時間也是能夠穿越的。

在五維空間的基礎上加上一個維度,就變成了六維空間,在六維空間中,我們能夠直接到達結果,不需要等待時間的流逝,在六維空間上面加上一個維度就變成了七維空間,以目前人類的認知,根本無法理解七維空間或者是更高維度的空間,我們連想象都受到了限制,對于人類來說,神可能就是高緯度空間的生物。

看到這里,可能有一些朋友會產生一個疑問,就是為什麼科學家提出了十一個維度空間,而不是20個維度空間或者是更多的維度空間?其實十一個維度空間還得從弦理論說起,目前量子力學和相對論已經成為了現代物理學的兩大支柱,但是在宇宙四大基本作用力下,量子力學和相對論無法完美的融合在一起。

相對論能夠解釋引力,但是無法解釋強相互作用力、弱相互作用力和電磁力,量子力學能夠解釋強相互作用力、弱相互作用力和電磁力,但是卻無法解釋引力,這說明量子力學和相對論同樣存在一定的漏洞,于是科學家提出了弦理論,但是要將維度空間提升到11個維度,才能夠將兩者完美的結合在一起,所以科學家認為,我們的宇宙中一共存在11個維度空間。

其實這些都是科學家的猜測而已,真相到底是什麼樣子的?目前科學家也在積極的研究當中,小編認為,在浩瀚的宇宙中,有太多我們無法解釋的現象,它們已經超出了人類的認知,可能我們窮極一生都無法理解。

不過人類作為地球上最有智慧的生命,從誕生以后就開始不斷的研究和探索世界的奧秘,現在人類已經對世界有了一定的認知,只要人類能夠堅持不懈的努力下去,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開宇宙的全部奧秘,小編希望人類能夠早日實現自己的愿望,能夠發現更高的維度空間,對此,大家有什麼想說的嗎?

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