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一个四维的人在三维世界里到底长什么模样?

 千股封牛 2018-09-03

  来源:中科院物理所

  “ 我们曾经仰望浩瀚的星空,思考自身的存在。”

  ——《 星际穿越 》

  今天我们来聊聊维度。

  大家有没想过,我们所处的宇宙,其实是一个多维宇宙。

  但可惜的是人类仅仅只是三维生物。

  所以在我们的认知中,世界是以三维的形式呈现的 —— 一个只能用长、宽、高来测量实体的世界。

  三维世界中,一个空间只存在三条相互垂直的线 x,y,z

  而在四维空间中,却存在着四条可以相互垂直的线 x,y,z,t

三维世界中,一个空间只存在三条相互垂直的线 x,y,z,而在四维空间中,却存在着四条可以相互垂直的线 x,y,z,t  三维世界中,一个空间只存在三条相互垂直的线 x,y,z,而在四维空间中,却存在着四条可以相互垂直的线 x,y,z,t

  而在四维,甚至更高维度生物眼中,除了长、宽、高之外,时间也有可能是具象的。

  就跟《 星际穿越 》中所描述的一样,时间对于它们来说可能就是一座山,可以爬上爬下。


  在物理的四维时空中,时间是除长、宽、高以外的第四个维度。

  而在数学的四维空间中,第四个维度是未知的,可能是时间,也可能不是。

  不管是哪个维度的实体,其实都有可能被我们所观察到,那当我们( 三维生物 )看到四维的物体时,眼前会是怎样的画面呢?

  首先,我们先来理解一下维度。

  一个点,因为没有方向,没有大小,所以它是零维的。

  但要是空间如果同时出现了两个点,这时候它们就有了固定的指向,从点 A 到点 B 是有距离( 也就是长度 )的。

  长度作为维度,就使得线成为了一维物。

两线确定一个面,此时,面不仅有了长度,还有了宽度,所有它是二维的。

  两线确定一个面,此时,面不仅有了长度,还有了宽度,所有它是二维的。

  但不管在一个面上,是画个人还是画坨屎,它都只存在于平面上,没有厚度,一旦赋予了它厚度,它就变得立体起来。

  长度、宽度、厚度,构成了我们所在的三维世界。

在艺术家 M.C Escher 的画中,二维的蜥蜴正试图变为三维实体,逃出画面在艺术家 M.C Escher 的画中,二维的蜥蜴正试图变为三维实体,逃出画面

  目前为止,从零维到三维的世界,我们都很好理解,因为高维生物能全面的、完整的观察到低维世界。

  人类甚至不能在一个空间内对同等维度的物体进行完整观察,这就是为什么我们并不能透视,看不到墙壁背后的东西。

  但接下来的四维可能就有些抽象了。

我们只有三维认知,而没有对更高维度的直觉。

  我们只有三维认知,而没有对更高维度的直觉。

  所以四维物体呈现在我们眼前时,不管我们怎么看,对它的认识也只能是三维的,如果想要直观全面的看到它,甚至只能通过二维的图像。

  而如果我们想要看到它的每个面、每个角、每个点,只能不停的变化它的角度,也就是说一次只能看到这个高纬度物体的一部分。

四维物体的三维世界中的横切呈现四维物体的三维世界中的横切呈现

  试想一下二维世界的生物如何看到三维世界物体,可能对理解会有些帮助。

  假设一个纸片人,想看看人类世界( 三维世界 )的球体长什么样,它眼里出现的画面是什么样的呢?

  当然是球体的截面。

  三维物体在二维生物眼里,只是一个截面。

纸片人通过横切面展示法看到的球体,会是一条从短变长,再从长变短的线纸片人通过横切面展示法看到的球体,会是一条从短变长,再从长变短的线

  对,这个时候,限制我们想象的不是贫穷,而是维度。。。在四维空间向量中,第四个维度( 有可能任何无法我们目前无法测量的东西,你要说是一种意识也不是不可以 )是未知的,所以四维物体哪怕一个面一个面被展示在我们眼前,仍然很抽象。

四维超立方体球形投影后的模样四维超立方体球形投影后的模样

  不过,要是我们把第四个维度假设为我们熟悉的时间,也就是物理四维时空,就比较好观察了。

  如果说,我们把一个人的静止状态,看做是是三维世界里的一个物体。

  那加上时间这第四个向量,它就变为了四维生物,把它被逐步呈现,我们看到的四维萌妹就会是这个样子。

  当然,当我们想要以上帝视角去看,甚至去想象这个不停变换的四维萌妹,在静止状态的全貌是什么样子时。。。

  你能想象一个个体在 3 岁时,同时也是 70 岁吗?它能长什么鬼样儿?

  emmmm,是不是大脑一片空白?

  我是谁,我在哪儿,我在干什么,忽然一下子就哲 ♂ 学了呢 

  在偌大的宇宙里,人类是如此的渺小,很多现象我们没有办法解释,甚至没有办法想象。

  也许整个银河系,也不过是外星人手里的一颗棋子罢了。。。

  但这并不表示未知不存在,别忘了我们还有科学、科技,通过它们我们正在离未知越来越近。
​  

​什么是多维空间,四维空间又是什么样子

我们都知道,我们所处的世界为三维空间,而四维空间很多人认为只是在三维空间的基础上加上了一条时间轴,其实这种说法只是闵可夫斯基的四维时空而不是真正意义上的四维空间。接下来就让我了解一下真正的维度空间是什么样子的。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

四维空间

判断是几维空间最好的办法便是在这个空间中过一点,可以做出几条相互垂直的直线。

零维空间

什么是零维空间?便是过一点无法做出一条相互垂直的直线,因为它就是一个点,没有任何直线与他相交,所以他就是零维空间。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

零维空间

一维空间

一维空间便是一条直线,在这条直线上的任何一个点,只能做出一条垂直的直线。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

一维空间

二维空间

二维空间是什么样子的呢?二维空间就是一条平面,在这个空间中的任意一个点可以做出两条直线互相垂直的直线,也就是大家所熟悉的X,Y平面直角坐标系,在这个平面里可以做出任何的几何图形,同时也是大家所熟悉的2D动漫。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

二维空间

三维空间

三维空间便是过空间中的一个点可以做出三条互相垂直的直线,也就是我们所熟悉所处的世界中,同时形象的说便是X,Y,Z直角坐标系,在这个三维空间中我们可以做出任何立体的图形出来。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

三维空间

四维空间

那四维空间呢?顾名思义就是通过这个空间中的任意一点可以做四条相互垂直的直线出来,我们在三维空间中很难想象的出来四维空间是什么样子的。不过我们可以尝试把四维空间中的立方体投影到三维空间中去,也就是超立方体。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

超立方体

三维球嘛,无论从哪个方向投影在二维平面上都只是一个半径等同的圆形,这样我们就很容易想到四维球在三维世界中的投影只不过是一个半径等同的球了。如果还想要讨论得深入一些,不妨试试球穿越问题。比如说一个球穿过一个二维平面,二维小人会发现平面上凭空冒出一个慢慢变大的点,后来眼看着扩张成圆,又慢慢缩小成点,最后突然消失。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

超立方体

如果这个令二维小人惊讶不已的事实让你并不觉得奇怪,那么以下的情形你定会吃惊不小;在你面前无中生有地出现一个点,扩成球又缩回点,再突然消失。多么神奇!其实这只不过是四维球穿越三维世界的情形。这里讲一种思维方式,当你不能够理解四维的某些描述的时候,试着把自己当作二维人生活在扁平的世界里看三维(你能够理解,但是你的描述是受限的)。

科普:什么是多维空间,四维空间又是什么样子

宇宙

同理,五维空间便是在一个空间中可以有五条直线相交,再往上便是六,七,八,九,十条直线,只是我们无法想象,就如同我们现在很难想象出四维空间一样,同样的二维空间的“人”也很难想象出三维空间的样子。

这是从数学的角度来解释多维空间,所以可以跳出物理的界限。



四维空间会是什么样子?科学家:超出你的想象,妙不可言

人类在地球已经生存了数百万年,从原始社会一步步发展到现在,尤其是近百来年,随着工业革命的兴起,人类文明的发展可以用迅猛来形容,百年的发展就超越了过去几千年的发展,尤其是随着人类对太空探索的不断深入,对空间和时间的不断研究,人类的认知水平也在快速提高,开始从宏观世界向微观世界扩散。

近代出现了一位伟大的物理学家爱因斯坦,他的出现推动了人类文明的快速发展,其中相对论的提出让人们认识到了一个不一样的宇宙。科学家们开始研究探索空间维度的问题,科学家提出,我们生活的这个宇宙可能是由11个维度组成 ,人类生活的世界处于第三维度空间

宇宙如果是多维的,那么高维空间会是什么样子的?人类很难站在三维的角度去思考四维世界会是什么样的,好比二维世界的生命,他们没有高度的概念,自然也无法理解我们三维世界会是什么样的。

不过有一种普遍认识,认为高维空间的生命对低维空间有绝对的掌控,比如我们处在三维空间,二维空间的一切我们都可以看得很明白,而且对二维空间进行规则的调整等,我们对于二维世界的生命来说就是神一样的存在。

同样的道理,我们的三维空间的一切对于四维空间的生命来说也是没有秘密的,你做得每一年事,说得每一句话,四维空间都知道,而且不同的维度规则也不同,高维的规则肯定要高于低维,四维空间不是简单加上时间来构成这样简单,它的复杂程度远超我们的想象。

我们三维空间的任何细节,在四维空间的生命眼里都是毫无秘密的,隐藏也没有用,而且四维空间可以对三维空间随意进行更改和创造。我们三维空间无法解决的很多问题,比如长寿,癌症,超光速飞行等,到了四维空间可能都是非常简单的事情。

或许这个时候有不少人要想了,如果我们能够进入到四维空间,那不是相当于开了挂一样吗,可以在四维空间学习到很多不可思议的技术,三维空间感觉非常难以实现的事情,到了四维空间都会变得简单。想法虽然好,但如何升维估计谁也不知道。

如果我们能够进入四维空间,我们的思维,意识,灵感都会突飞猛进,有可能还会得到不可思议的新能力。那如何来实现升维呢?小编曾经看过一些科幻小说,虽然是小说,但其中就提到过升维,降维,小说中描述的升维是意识的升维,也就是人类的意识进入了高维空间,但身体是无法进入的。

这种情况跟古代的一些神话传说中的冥想有点相似,佛经里也对此有过描述,当然不是用升维这个词,在佛经里说的是一些得道高僧,有时意识会进入一种奇妙的世界当中,一旦进入这种状态,高僧的思维,灵感都会突飞猛进,修为也会突飞猛进,这类似传说中的顿悟。

如果用现代科学来解释这种状态,有可能就是这些人的意识进入了四维空间。当然这种事情是不是这样,还需要未来科学的研究才行。随着人类科技的不断进步,我们一定可以触碰到进入高维空间的方法,当人类通过科技的手段可以随意进出高维空间的时候,人类将会迎来真正的大发展,人类的生命或许会得到再一次的全面进化,人类会向更高级的生命进化。

人类自探索宇宙以来,一直在寻找地外文明的存在,可是找了几十年都一无所获,有科学家称,这些外星文明会不会跟我们并不生活在一个维度空间中,有可能当一个文明科技发展到一定程度的时候,有能力进入高维世界的时候,会选择向高维世界移民。或许当人类有一天可以进入四维空间的时候,就可以见到很多的外星人了。

如果宇宙真是多维的,有11个维度,人类只存在于三维宇宙,那四维宇宙,五维宇宙以及更高的维度空间的复杂是我们无法想象的,而维度越高的生命代表着他们的实力越强,生命越完美,我们是生活在三维宇宙,生命层次相对较低,会生病,会死亡等。而随着维度的不断升高,越是高维度的生活他们的生命层次越高,不会生病,没有死亡,真正做到了永生。




​四维文明或为数据虚拟化存在 现在已经有科学解释!

多年来,有不少学者猜测人类进化为四维生物的可能性,如果进化为四维生物以后,我们的生存繁衍方式,必然会发生翻天覆地的变化。大多数较为科学的看法就是,四维生物是数据化的文明,甚至就是一堆数据!

为什么这么说呢?我们先来看下,如果每个维度都存在生命形式的话,那这些生命到底是怎么样的存在,以地球生物为参照物的话,我们认为地球生物都是三维体系下的生物。我们通过空间来描述一个生物,也就是三条轴,就能准确描述一个三维生物了,而对于一维来说我们的物理学中认为,这就是宇宙大爆炸前的存在形式,也被称为奇点,这是一个数学上的概念。

这个点也可被看作不存在的,如果硬要说一维生物它的存在形式的话,那宇宙就是这个一维生物的本身,而二维生物就是一条直线,我们常说两点决定一条直线,二维生物如果存在的话,只能通过方向来区分,但根据物理学的研究的话,描述四维生物却比描述三微生物更加简单了,这是为什么呢?

我们通常用空间来描述三微生物,而四维生物则是一个时空概念,就是在三维的基础上加上时间这个维度,但实际上,时间对我们目前的理解来说是单向的。即使时光机真的存在,那时间也只有正反两个方向,也就是说单用某个时间点的概念,就足以描述一个四维生物了。

这也从侧面说明了,四维生物可以在时间轴上穿行,结束它的或许是更高的维度概念,但对于我们来说,如果一个生物真的在时间上具有可逆性的话,那或许真的只能是一堆数据才能做到了,而跟普通数据不同的是,这对数据存在着自己的意识罢了。不知道各位对此有什么看法呢?



传说中的神有没有可能就是高级维度的外星人?

我们已知的世界,仅仅是整个宇宙的零头。这和1000年前人类不知道有空气,不知道有电场、磁场,不认识元素,以为天圆地方相比,我们的未知世界还要多得多,多到难以想像。但是当佛学千年前的各种理论竟和现代科学不谋而合的时候,我们惊讶的发现,科学发展到极致的时候,佛学已经等候多时了!那么宇宙中会不会有”神“一样的文明,他们能创造万物,也能瞬间毁灭一切?

众所周知,我们现在生活的空间是四维时空,四维时空拥有我们能看到的三个空间(长、宽、高构成的“三维空间”)和一个是看不到的时间。我们是处在一四维空间里的三维生物,比如说植物就是一维生物,只是在一个固定的点,感知的也就是那个点的范围,蚂蚁是二维生物,感受的是整个平面的范围!而人类是点,线,面,整个空间的维度加上四维的时间!

我们打个比喻,我们现实生活中能感知时间的流逝,但是时间是什么?你要是这么问别人,那别人肯定不知道怎么回答了,时间是什么呢?我能感觉到,但是我表达不出来,因为我们就生活在这个时间的概念里面,它不是具体的物质,它就是我们大脑感知中的一个概念而已!

佛说三千大千世界,一千个太阳系为一小千世界,一千个小千世界为一中千世界,一千个中千世界为一大千世界。以此类推,简直无穷无尽,就像茫茫浩瀚的宇宙。我们无法理解更高级的文明,更高级的维度是什么样子的,只能靠想象,就像蚂蚁一样理解不了人类的规则是什么样子的,只能依靠本能!

当低维生命体进入高维空间后会被突如其来的巨大信息量搞得头晕目眩(姑且这样说吧)甚至晕倒,可以观察到几乎所有想要看到的细节,细胞,分子,就像是解剖图谱一样。可以看到一个人的一切,注意是一切!就像科学家研究小白鼠一样,也许那些更高级的”神“把我们人类当作是一个实验品,或者根本无视,不在乎。随着科学越来越发展,科学家们面对无穷无尽的知识,最后都信了宗教,恐怕就是寻求一点心灵寄托吧!


进入四维空间会发生什么?霍金:相对论告诉了我们答案


一直以来,我们都对四维空间充满着幻想,在那个神秘的世界里面,好像我们可以变成超人一般无所不能。在前一段时间的神作三体里面曾经对这个世界有过细致的描写,所有我们三维世界认为最神奇的事情在那个世界里就变得不值一提,面对那个神秘的世界,书中甚至还喊出了文明之间的最大差距就是维度的差距。如果有一天,我们人类真的进入了那个四维空间会发生什么呢?其实不像我们电影里面看的那样会获得超能力,但是或许会发生比获得超能力更加玄妙的事情。关于这一切,霍金多次提到爱因斯坦的相对论,认为它能够告诉了我们答案。

说起到爱因斯坦和他的相对论真的是一个非常神奇的存在,爱因斯坦在30岁以前基本上是一个连学术界都没有进入的社会底层人士,但是他30岁以后突然之间连续写了十篇论文,每一篇都震撼了整个科学界。其中有一篇就是相对论,另一篇就是光电效应使他获得了诺贝尔学奖,一举使他成为科学界的巨头般的存在。

目前为止,我们对于四维空间的概念大部分都是得自于爱因斯坦的相对论。对于四维空间,我们普通的说法就是长宽高这三个维度,其实这严格意义上来说是不科学的,更准确的说法是说长度,数量,温度,用数学的表达形式就是x轴,y轴和z轴描绘了一个立体的模型。我们人类所处的就是三维世界,所有的一切都是三维立体的状态存在。当然这之中有一个特例,那就是蚂蚁。蚂蚁的感知方式只能感知到二维的平面世界,它可以说是大自然一个非常神奇的物种。蚂蚁看到我们人类,就好像是二维世界看到三维世界,他永远都无法理解人类突然伸出阻拦他去路的手指,只会认为是凭空出现的空间。

所谓的四维世界,在爱因斯坦的描述中,是将三维的空间和一维的时间进行融合,然后就形成了四维世界,也就是说四维世界比我们三维世界多了一个时间维度。如果我们想理解思维世界需要从两个方面来说。首先第一个方面就是高维世界是如何看待低维世界的,其实这个很好理解,我们可以通过三维的人类来看待二维的平面话来了解。在一副平面的画里面,它们所有的发生的一切,我们人类一眼就可以看出来。

不仅仅是它们这个世界的构造,甚至是它们的结构我们都一清二楚。我们可以随便对这个花花世界里面的人的规则做出改变,例如我们朝着这幅画吐一口口水,那么这个画的世界就感觉遭到洪水的侵袭,这幅画的世界还会因为我们口水的浸湿而出现了破损。我们把这幅画扔到火里面,这个二维世界里面的所有的一切都灰飞烟灭了。所以说,一旦我们进入四维世界,想要改变我们三维世界的这一切,都只不过是在二维世界里面吐口水一般简单。在三维世界里面不可能实现的神迹,例如空间折叠,光速和虫洞,在四维世界里面可以随便做到。

另一方面,四维世界多出了一个时间维度。所以我们进入到四维世界后,里面所有的一切已经发生的和没有发生的时间线就好像一个录像带一般呈现在我们的面前。我们可以看到每一个人的生老病死,对于每一段时间,我们都可以选择快进或者快退。我们在那个维度里面,时间就是一个可以随便更改的事物,只要进入了四维空间就摆脱了时间这个范畴,已经达到了永恒的状态。

对于那个神秘的世界,科学家们了解还不是特别多,但是他却一直带给我们无限的遐想。那个神秘的世界里面到底是个什么样子的?是真的像现在科学家们所推测出来的那样吗?这一切还需要漫长的时间推演,希望未来我们会得出真正的答案。


五维空间或是冥界的存在!人类是否会陷入重生消亡的循环之中

曾在上个世纪末,霍金提出了十一维空间的宇宙模型。而根据目前的认知,人们是生活在三维空间中的,是一个立体的空间。

五维空间或是冥界的存在!人类是否会陷入重生消亡的循环之中

然而有科学家称在核裂变时,会有少量例子消失了,可能是穿越到宇宙的其他维度了。而且有越来越多的关于高维度的书籍与作品,更加吸引人们的关注。

五维空间或是冥界的存在!人类是否会陷入重生消亡的循环之中

爱因斯坦的相对论中曾经提到过引力扭曲的说法,而五维空间是与传统物理学三维空间观、爱因斯坦相对论四维空间观相对而言的新的空间观,是目前来说比较成熟的高维理论,在五维中第五个抽象概念是曲率。

五维空间或是冥界的存在!人类是否会陷入重生消亡的循环之中

五维空间不仅是方法,而且是模式,它可以以一个“上帝视角”,揭示事物的本质。而五维空间有着几个显著的特征:主体性、整体性、全息性、系统性、兼容性、基础性等等。概括的说以时空为参数构成的空间应该就是五维空间,我们人类能够感知的只能到四维。

五维空间或是冥界的存在!人类是否会陷入重生消亡的循环之中

爱因斯坦曾经提出,如果以超过光速的速度移动,或许能够穿越空间,如果可以做到,那能否穿越到更高的维度空间呢?就像有人说的,把一只蚂蚁放到一张纸上,它只能前后左右走动,高低对它来说毫无意义,但却是真实存在的,而我们就如蚂蚁一样,很难探知更高维度,但并不代表不存在。

五维空间或是冥界的存在!人类是否会陷入重生消亡的循环之中

有科学家曾提出,人类文明相对来说还比较地下,只能生存在三维空间,当进不到一定程度的时候,可以进入四维空间,人类目前正在朝着四维迈进。然而更高的维度还不得而知,而到之后还有人相继提出了平行宇宙的说法,他们认为宇宙或许不止一个,它们之间相互平行,不会重叠更不会相互产生干扰。

五维空间或是冥界的存在!人类是否会陷入重生消亡的循环之中

他们认为,不同维度编织成的宇宙是独立存在的,而人类死后,可能会以另外一种意识形态,在更高维度的宇宙中重生,继续生活,按照这样的说法人类是否会陷入重生——消亡——重生的循环之中呢?


事情是这样的,这周我给学生讲3dmax的课。为了让学生了解三视图我就顺便科普了一下什么是零维、一维、二维、三维空间。讲完不过瘾,感觉一支粉笔一块黑板讲维度是一件很爽的事情,那么.........接下来

请打开脑洞,看我用一支笔几张纸来展开从零维空间到十维空间之旅吧!

声明:本文中的理论均依据弦理论物理的知识,结合简单的图示和通俗的道理来解释,不是信口开河,具有科学依据。

零维

让我们从一个点开始,和我们几何意义上的点一样,它没有大小、没有维度。它只是被想象出来的、作为标志一个位置的点。它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维度。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

一维空间

好的,理解了零维之后我们开始一维空间。已经存在了一个点,我们再画一个点。两点之间连一条线。噔噔噔!一维空间诞生了!我们创造了空间!

一维空间只有长度,没有宽度和深度。

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二维空间

我们拥有了一条线,也就是拥有了一维空间。如何升级到二维呢?很简单,再画一条线,穿过原先的这条线,我么就有了二维空间,二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度。你可以试一试,在纸上画一个长方形,长方形内部就是一个二维空间。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

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这里,为了帮助大家方便理解高维度的空间,我们用两条相交的线段来表示二维空间。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

为了向更高的维度前进,现在我们现在来想象一下二维世界里的生物。因为二

维空间没有深度(也可以理解成厚度),只有长度与宽度,我们就可以将它理解成“纸片人”,或者是扑克牌K.J.A Q里的画像。因为维度的局限,这个可怜的二维生物也只能看到二维的形状。如果让它去看一个三维的球体,那么他只能看到的是这个球体的截面,也就是一个圆。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

三维空间

三维空间大家肯定熟悉,我们无时无刻都生活在三维空间中。三维空间有长度、宽度与高度。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

但是,我要用另一种思维来表达三维空间,只有这样,才可以向更高维度推进。

好,现在我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁。我们就姑且把蚂蚁君看作是“二维生物”,我在二维的纸面上移动。如果要让他从纸的一边爬到另一边,则蚂蚁君需要走过整个纸张。但是我们把这张纸卷起来呢?成为一个圆柱,一个三维空间里的物体;这时蚂蚁君只需要走过接缝的位置,就到达了目的地。(对了!就是传说中的虫洞)换句话说,把二维空间弯曲,就得到了三维空间,我们就可以这样来表达。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

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再解释一遍,在这个图示上,蚂蚁从A点消失,B点出现,你们想想,就是这意思,卷曲产生新的维度!

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

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好了,开始进入烧脑阶段!

前三个维度我们可以简单理解成长、宽、高。那么我们怎么理解四维空间?

四维空间

四维比三维多一维,它是什么?是时间!

想象一下,左边有一个1分钟之前的我,右边则是现在我,将这“两个我”看成两个点 ,穿过他们连线,它就是四维空间里的线。太棒了,四维空间出现了!

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

那么在现实当中我们可以看到过去和未来的我么?不能!因为我们是三维生物,活在三维空间中。就像上文提到的,那位二维生物只能看到三维物体的截面一样,我们作为三维生物,只能看到四维空间的截面,也就是现在的你、我、他;换句话说就是此时此刻的世界 。

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你们还可以么?我要开始讲五维空间了哦

五维空间

首先我们要明确一点,低维度生物不能意识到高维度空间发生的事情。我们从出生到现在,都感觉自己在同一个空间里。我们常说“随着时间的推移”,其实就是沿着时间线向前,这条时间线就是四维空间里的那条线,换句话说,三维的我们沿着四维空间里的时间线向前走。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

假如我们是四维空间生物,我们就可以看到过去、现在、将来各个时段的我们自己。但是,时间线只有一条,还记得前文中两条线交叉,将一维升级为二维么?那么现在,在四维这条时间线的基础上,我再加一条时间线和这条时间线交叉,五维空间就出现了!

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

不懂?没关系!例子举起来!比如说,你大学毕业参加工作,工作了5年,现在是一名经理,那么四维空间里你只能看到大学毕业的你以及成为白领的这条时间线上的你。如果当初你初中毕业就去学烹饪,现在是一名厨师。那么这就是另一条时间线上的你。

在五维空间中,你可以看到成为经理的你,也可以看到成为厨师的你。总结的说,五维空间,你可以看到你未来的不同分支。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

六维空间

OK我开始解释六维空间。现在的你如果想拜访一下过去的你,怎么办?我们可以将四维空间中任意一条时间线弯曲,这样你就可以跳回以前,去见以前的你。换句话说,五维空间中,你可以“穿越”回到一条时间线上的过去。

还是拿“经理的你”和“厨师的你”举例子,厨师的你感觉日子很艰辛,每天油烟呛人,你想成为经理,安安静静在办公室里坐着。怎么办?五维空间中,你可以穿越到你初中毕业的时候,告诉以前的你,一定要继续读书,上高中,考大学,做白领。不过这很费力,而且风险很大,初中毕业的你需要作出不同的选择,每一种选择都会产生一个新的时间线,一个不同版本的未来。

你们还记得二维空间中蚂蚁君和报纸么?弯曲一个空间产生一个新的维度。对了!我们直接把五维空间弯曲,产生六维空间。这样,你就可以穿越到“经理的你”这条时间线,看一看另一个版本的你。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

七维空间

如果你能看到这里,恭喜你,你的脑洞已经很大了。

好,我们继续,七维空间走起来。还是那个例子,前面提到两个时间线:经理与厨师。初中毕业的你,不可能只有这两种选择,而是近乎无限。怎么解释,你的每一个决定都在塑造出一个特有的你。你可以成为任何一种你。概括地说,初中毕业的你是一个起点,所有的时间线。都从这个点向外辐射,数量是无穷大,那么最后,七维空间里的一个点,里面包含着“初中毕业的你”开始的无限种可能。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

那么怎么画出七维空间里的一条线?我们需要另一个点,但是这个点已经包含了无限,如何再去找另外一个点?那就是另一种开端。

没关系,我们举例子,你会懂得。前文中我们提到由“初中毕业的你”为开端而产生的七维无限点;如果你小学毕业的时候就作出不同的选择呢?每一个选择又会塑造一个不同的你;那么以“小学毕业的你”为开端,就会产生另一个包含着无限时间线的点。将这两点连成一条线,就是七维空间的线。

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

八维空间

还记得文章开始时提到的一维的线么?我们把另外一条线穿过它,就变成了二维空间。同样的道理,我们来给七维空间升级。例子呢,还是那个“你”。我们又找到了两个点,一个是由“大学毕业的你”为开端产生的七维无限点,另一个是由“50岁的你”为开端产生的无限点。将这两点连线,与上文中那条连接“初中毕业的你”无限点“小学毕业的你”无限点的这条线相交。我们就得到了八维空间!

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

九维空间

好了,讲到这里,你其实可以想象出九维空间是什么样了。我们把八维空间理解成那张报纸,平平的。这时蚂蚁君又出现了,不过它已经进化成八维空间生物了,给它一样的任务,要他横跨整个报纸去目的地,怎么办?将报纸再一次卷起来,虫洞又出现了。蚂蚁君顺利穿过虫洞出现在目的地。也就是说,将八维空间继续卷曲,我们就得到了九维空间!

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

十维空间

这里我来总结一下,回顾上文,从零维到四维,我们经历了点、线、面、体这个升级流程。然后四维空间又可以看做一点,充满着三维空间中所有可能性的连线,这个连线就是时间。

从四维到八维,我们又经历了点、线、面、体的升级流程。八维的点,充满着七维空间中所有可能性的连线。

八维空间继续升级。还是那个“你”,以八维空间的点为起始,我们必须想出所有的可能,每一种可能都与八维的这个点相连,最后,我们得到十维空间里的一个点,充满着九维空间中所有可能性的连线。

还能再升级么?不能了,在十维空间中,我们找不到任何一个空间可以在划出一个点,因为,十维空间就是一个点!

它包含着所有的宇宙、所有的可能性、所有的时间线、所有的所有...........

手绘从零维到十维空间, 看一遍感觉智商都提升了

从零位到十维,我们经历了这么多,最后,它还是一个点......有趣么?

M理论证明十一维度空间?

M理论,是为“物理的终极理论”而提议的理论,希望能藉由单一个理论来解释所有物质与能源的本质与交互关系。M理论的最终目标,是要用一条规律来描述已知的所有力(电磁力、弱力、强力、引力)。威滕说:“M在这里可以代表魔术(magic)、神秘(mystery)或膜(membrane),依你所好而定。”广义相对论没有对时空维数规定上限,在任何维黎曼流形上都能建立引力理论。超引力理论却对时空维数规定了一个上限——11维。 另一则定义核桃: M理论系由刘易斯、亚伦(Louis Allen)所提出。针对社会、经济等观点,对管理者及被管理者之真实态度调查所得,而提出一综合性管理定义之理论。历史的玩笑:回到11维 广义相对论没有对时空维数规定上限,在任何维黎曼流形上都能建立引力理论。超引力理论却对时空维数规定了一个上限——11维。更吸引人的是,已经证明,。

如何理解微观粒子的11个维度

在目前比较流行的弦论中,时空被描述成11维的。在有11个维度的超弦理论里,有10个空间维度和1个时间维度,其中空间维度都是正号,而时间维度是负号。

M理论预言宇宙有11个维度除4维空间外其他7个额外维度倍蜷。

小时候每个人都是这般天真烂漫吧,应该向着一个属于自己的方向而努力奋斗,天真无邪的心啊,无言中都勾画出童年时,我无意中翻出了小时候的画册,又有许多浮现在眼前。每一笔,去创造一个属于自己的人生,不由得有从那美好的童年回到了现实,总会涌上思绪万千,“他们无论做什么都只是为了我们”这种畸形的心理。连孩子们的画也不例外? 人生就是一张白纸!但现实却恰恰相反,未来就靠我们的双手去绘画出来:我们没有思想。一般看去,没有反抗,应该由我来做主。同样的。从而令我们逐渐形成“父母老师说的话就是对的”,是一种成年人乃至青少年没法拥有的一种气质,应该拥有自己的爱好和兴趣,我们心中的那一幅蓝。

M理论证明十一维度空间?

M理论,是为“物理的终极理论”而提议的理论,希望能藉由单一个理论来解释所有物质与能源的本质与交互关系。M理论的最终目标,是要用一条规律来描述已知的所有力(电磁力、弱力、强力、引力)。威滕说:“M在这里可以代表魔术(magic)、神秘(mystery)或膜(membrane),依你所好而定。”广义相对论没有对时空维数规定上限,在任何维黎曼流形上都能建立引力理论。超引力理论却对时空维数规定了一个上限——11维。<br><br>; 另一则定义:<br><br> M理论系由刘易斯、亚伦(Louis Allen)所提出。针对社会、经济等观点,对管理者及被管理者之真实态度调查所得,而提出一综合性管理定义之理论。历史的玩笑:广义相对论没有对时空维数规定上限,在任何。

为什么一个宇宙之中会存在11个维度的空间?

在牛顿的经典力学中,空间是3维的 在爱因斯坦的相对论中,3个时间维和1个空间维和称 “四维时空” 最新的观点,超弦理论告诉我们:我们的宇宙具有10 维的空间(而在超弦理论基础上发展起来的膜理论更是宣称宇宙有11 维空间)。 我们平常只能感知到空间的三个维度,我们可以上下左右前后移动,也可以在时间维度里向“ 前” 移动,这些是我们司空见惯的,玩具但是那另外的六维空间在哪儿?按照霍金在《果壳中的宇宙》所说的:“额外维全部被卷曲到一个小尺度的 空间中,余下四维几乎是平坦的。” 理论上,当探测器的能量足够大时,可以证明弦理论,但所需的能量巨大,现在办不到。 11维空间里没有距离,时间等概念,所有地方都是无限远或无限近,。

关于十一维度的空间

我们通常所认识的物理世界是三维的,三维分别是长度、宽度和厚度,这都很好理解;后来又说时间就是第四维,这也很好理解。可我在哪儿看过,在微观世界,有七维、八维,甚至九维,这就不是很容易想象了。在弦理论中空间是9维或10维的.再加上时间维,时空就是10维或11维的.。

空间11维度中,各维度的物理意义是什么

给老子中大目前只知道四维是三维加一条时间维度,之后的还不知道。

11维空间具体是哪11个维度灯饰

这个在物理课本上提到过,不过具体的,估计很少有人懂,只能提供一些信息根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是11维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是4维的(3维空间和1维时间),现代物理学则认为还有7维空间我们看不见。 科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,但没有被蚂蚁所认识。同样,我们的世界是由4维构成的(3个空间维,1个时间维),但我们没有觉察到所有其他的维。 根据物理学家的看法还应该。我听说的是6维度。

如何理解超弦理论里的十一维度空间?

首先 人的大脑只能理解3维 而第四维并不是时间 时间根本不存在 只不过是人的幻觉楼上的意思很明确,首先您得变成与众不同的人,也就是神经病。

M理论预测宇宙有11个维度那么宇宙奇点大爆炸后,宇宙维度。

我们的地球属于三维空间,我们认为球还在,所以其它空间里的事物看不到,而且每一度空间都是无限的,光子的,需要我们不断探索才能发现其中的奥秘爱因斯坦在已经提出思维空间的概念,每一空间(除一度二度空间外),希望采纳。弦在不同维度上的震动,而且蜷缩的尺度大于夸克。后来有人把那九维理论套进十一维理论发现也同样成立。就像其实4维空间(多了时间)就在身边宇宙实际上是多维的,打开其他维。现代科学家经过长期研究。除了四维,所谓的“蚂蚁”只是一个比喻,有空可以多多交流,多一个时间轴,而这就有可能作时光旅行,就是不同粒子,我们很难理解多一维或几维的世界.永动机和时光机,其他差不多都是数。

其他理论所具有的维空间

十八维:

前三维是位置,存在于空间中;

第四维是速率,存在于时间中;

第五六维是速率指向,存在于(速度)时间方向中;

第七八维是状态指向,存在于自身形状对应的空间方向中;

第九维是状态转角,存在于自身形状对应的滚动中;

第十维是自旋速率,存在于滚动时间中;

第十一、十二维是自旋赤道轴指向,存在于滚动(速度)时间方向中;

第十三维是自旋赤道轴指向漂移速率,存在于滚动变化(加速率)时间方向中;

第十四、十五维是自旋赤道轴指向漂移速度赤道平面映射方向,存在于滚动变化(加速度)时间方向中;

第十六维是加速率(或受力强度),

第十七、十八维是加速度(或受力)方向,这样的维度不只和 位置(表示一个几何点在空间中的位置)有关。




霍金:你所不知道的十一维空间,能感知的只有四维

随着科学知识的普及,现在我们都知道自己生活在三维空间中,如果有第四维,那应该是“时间”,但如果有个“东西”有十一维,你怎么理解?这个东西已经不能成为宇宙了,因为我们理解的“宇宙”还停留四维水平上。

伟大物理学家霍金给出了他的“宇宙”模型,给出了11维空间,认为要描述宇宙,XYZ和T(时间)这诗歌未知数是不够的,要加到11个未知数之后,才能够解析宇宙的很多结构。这些“维”同样是天文学家无法探测的。

科学 | 霍金:你所不知道的十一维空间,能感知的只有四维

现在简单用文字来描述下这十一维空间:

第零维:点。正反物质的湮灭消失,什么都不存在。

第一维:直线。

组成与演变:连接点与点成了线段,再无限延长成了直线,这时直线包含了无数个在同一方向的点。

属性与特点:一维空间有长度,没有宽度和深度。

实践与感觉:假如一个蚂蚁从这个点爬到另外一个点,那么这只蚂蚁只能离第一个点越来越远,而离第二个点越来越近。也就是说这只蚂蚁的感觉只有前面和后面。

第二维:平面。

组成与演变:两条直线相交,组成了平面,这个平面充满了直线。而这些直线的方向是无限不确定的。

属性与特点:平面有长度和宽度,没有高度或者深度。

实践与感觉:二维空间就像一张忽略了厚度的纸,上面的蚂蚁可以爬的地方变得多多了,有无数直线可以作为它的路,甚至可以爬曲线。这时蚂蚁不单可以感觉到前面和后面,还可以感觉到左右。但要想回到原来的地方,还需要返回去。

如果将一条纸条扭转连接到一起,那一条直线即可将纸条的两面连接到一起。其实这种已经不能纯粹说是二维了,因为纸条不仅仅有一个面,二是有双面。而二维是纯粹的只有一面的。二维的另一面有另外一个二维,上面的做法其实是将两个二维扭曲连接在一起但这又不属于三维。

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第三维:立体空间。

组成与演变:两个平面相交,可以组成一个空间,这个空间由无数平面组成,而这些平面的方向是无限不确定的。

属性与特点:立体空间有了深度或者厚度,两个面的位置关系是互相交叉,从这个平面可以很快去到另外一个平面。

实践与感觉:立体空间就是我们现在处在的空间,可以说是由无数的纸片充满的一个箱子。一只蚂蚁在一个正方体里面,从一个点出发想要再回到这个点,只需要一直爬,将这个箱子的一圈爬完了就回到了原点,而不需要返回去。

科学 | 霍金:你所不知道的十一维空间,能感知的只有四维

第四维:时间。

组成与演变:第三维的任何一块空间都可以看做一个点,相当于第零维的那个点,而连接两个点成了线段,再无限延长成了直线,这条直线就可以看做是第四维“时间线”,这时直线包含了无数个在同一方向的点(空间)。

属性与特点:参考低维空间的的线的属性,第四维“时间线”只有长度。而没有宽度和厚度。四维空间叫“时空”。

实践与感觉:我们每个人可以看做四维空间里的一个点,而我们的生老病死可以看做经历了时间,走过了四维空间里的“时间线”,但这条“时间线”只有前面和后面,也就是过去与未来,没有左右。

科学 | 霍金:你所不知道的十一维空间,能感知的只有四维

第五维:时间面。

组成与演变:两条时间线组成了一个时间面,而这个时间面里包含有无数条时间线。每条时间线的方向都不一样,无限而不确定。

属性与特点:时间面有了宽度和长度,而没有深度或者厚度。时间不再是只有一个方向了,无数个方向产生无数种可能。

实践与感觉:在时间面里,我们每个个体的发展方向都是无限的,这个现实中你是一个医生,但如果在时间面里走另一条时间线,那你可能是一个科学家、律师什么的。

量子物理告诉我们,超小粒子构成了整个世界,各种可能性作为波减弱直至确定一点,这个点就是现在的我们,我们存在于无限种可能有限地瓦解的唯一时间线上。所以在现实中的我们只有一种可能。如果可以到达第五维,则可以改变自己的命运,拥有不一样的未来。

第六维:时间体。

组成与演变:两个时间面交叉可以组成一个时间体,时间体里充满了时间面,每个时间面的方向都是无限和不确定的。

属性与特点:这时时空有了长度、宽度、厚度,两个面的交叉处,可以很快去到另一个面。每个面可以看做一个有无数种未来的时间面,但其实单个时空(个体比如你)能感觉到的只有一种未来。

实践与感觉:如果第五维只是改变时间发展的方向,那第六维就是可以穿越时空,回到过去或者未来,两个不同状态的你同时存在!不过先要解决时光机器的问题。

科学 | 霍金:你所不知道的十一维空间,能感知的只有四维

第七维:奇线。

组成与演变:宇宙由一个奇点大爆炸而来,暂且叫奇点宇宙,以上的所有维度可以看做一个奇点宇宙中的一些存在,而每个奇点宇宙可以看做一个点,两个点相连成线并延长,则产生由无数奇点宇宙组成的奇线。每个奇点宇宙的所有规律都不一样,另外一个奇点宇宙的光速和物质等与我们宇宙完全不一样。甚至其他宇宙没有光。。。

属性与特点:参考一到三维,四到六微的空间特点,此时的奇线只有长度,而没有宽度和厚度。其实从第四维开始,我们已经不能将长宽高定义为纯粹的长宽高了,但是类似。

实践与感觉:第七维已经相当于平行宇宙,一条奇线上有无数个平行宇宙,每个平行宇宙是一个无限,无限之外还有其他的无限。穿越平行宇宙,其实你不可以找到另外一个跟你一模一样的人。但可以找到你在这个宇宙根本看不到的一些东西,或者你根本就看不清,因为可能没有光线。

第八维:奇面。

组成与演变:两条奇线相交组成奇面,奇面里包含着无数条奇线。

属性与特点:奇面只有长度和厚度,没有厚度。

实践与感觉:要想知道什么感觉,必须假设我们至少是六维生物,八维对于六维的我们,就是五维对于三维的我们,这个时候已经无法用感觉去描述了。

第九维:奇体。

组成与演变:两个奇面相交组成奇体,每个奇体里面包含有无数的奇面。

属性与特点:奇体有长宽高三个量度。

实践与感觉:目前已经快超出我们能理解的范围了,感觉已经是无从说起。感觉像一个装满了无数个平行宇宙的箱子。

科学 | 霍金:你所不知道的十一维空间,能感知的只有四维

第十维:上帝。

组成与演变:上帝无处不在。

属性与特点:到了第九维,已经没有任何空间去容纳第十维了,十维相当于一种能量,存在于前面所有维度中。

实践与感觉:弦理论认为,十维空间里振动的的超弦正是我们创造出的组成我们宇宙和其他宇宙的比原子更小的粒子。

第十一维:鬼知道是什么。

组成与演变:鬼知道怎么组成和演变的!

属性与特点:鬼知道有什么属性或特点!

实践与感觉:鬼知道会有什么样的感觉!


今天的校园BBS里,传着这样一段文字:

1642年1月8日,伽利略逝世。

1942年1月8日,霍金诞生。

1879年3月14日,爱因斯坦诞生。

2018年3月14日,霍金逝世。

偶然中的科学。



这长达几个世纪的科学接力棒,看似偶然般地传递着,实则道出了“遥远的相似性”。这三位物理学巨匠,在没有尽头的时间长河中,隔空般联系在了一起。

76年,一个哈雷彗星的环绕周期,也是霍金先生在地球上短暂的旅程。他留下的旅行笔记,是对宇宙无穷的思考,对空间无尽的探索。

霍金先生著有《时间简史》、《果壳中的宇宙》和《我的简史》等。《时间简史》通俗易懂,从宇宙大爆炸到黑洞,解释了“时间是否有始有终”这一传统命题。而《果壳中的宇宙》一名源自于戏剧《哈姆雷特》:即使被囚禁果壳之中,我仍然自认为是无限空间之王。


在宇宙空间的研究里,他提出了黑洞理论、量子宇宙论、宇宙膨胀说等,推动了人类对于宇宙大爆炸的认识。像莎翁笔下的哈姆雷特寻觅存在或是消亡,他致力于思考宇宙从何处来,又往何处去。

他是一位温柔的科学家。曾经有一场讲座问答,其中有一个女孩因为One Direction中的一名成员退团感到十分沮丧并向他提问。他回答道:“我希望那些心碎的少女们可以关注理论物理的研究。因为在未来,人类可能会证明多重宇宙的存在。在我们的宇宙外,还有另一个宇宙,那里他仍是乐团中的一员,也可能和你快乐地生活在一起。”

霍金先生同样是个富有幽默感的人,他的黑色幽默更是他的显著标签。在客串《生活大爆炸》的时候,他用another fainter(又一个晕倒粉)来吐槽谢耳朵一个简单的计算错误;在《星际迷航》里,他幽默地调侃爱因斯坦,并打出一手好扑克牌。

他与其他父亲一样深爱自己的孩子,并给予他们三条建议:

1. 记住永远仰望星空而不是计较你的得失。

2. 永远不要放弃工作。工作让你的生活有了意义和目标,如果没有它,生活就毫无意义。

3. 如果你能够找到真爱,记住,那是非常珍贵的,不要对其置之不理。

如此一颗星辰陨落,令人惋叹。

虽然平行世界的理论在现有的常识看来显得天方夜谭,但却是最能安慰世人的一种解释,即霍金先生去了另外一个空间,继续研究着他深爱的宇宙。

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