地球上有沒有發現過四維物體的三維投影?
四維物體,出了長寬高外,還需要一個額外的維度才能夠支撐其存在。就以目前我們的宇宙表現來看,我們的宇宙是三維的(時間除外),而非四維的,存在於我們宇宙的物體也都是三維的。
但是,雖然我們三維生物看不見四維物體,但是從一些物理現象,卻隱隱可以找到高維存在的蛛絲馬跡。最為明顯的就是愛因斯坦的廣義相對論,它直接認為引力的本質就是時空的幾何扭曲,而這種扭曲已經被實驗所證實。那麼,如果我們空間是三維的,時空如何扭曲?向那個維度扭曲?
就像一個二維紙片,如果沒有第三個緯度,紙片絕對無法扭曲,只能夠是一個平直的二維紙片。比如著名的莫比烏斯環,就是因為存在於三維空間,故而可以扭曲為只有一個面的奇怪物件。所以說,如果沒有高維的存在,我們的時空又如何產生幾何扭曲?
很多圖片上畫出的時空扭曲,就是一個投影而已,是三維的。這種扭曲如果在現實中,我們很容易能夠理解或者測量出來。但是,真實情況是空間的每個維度都存在扭曲,這種扭曲是各項同性,沒有區別的。就像黑洞經常被描寫成一個「向下」的時空深洞,但其實黑洞的時空在各個維度都是「向下」的,而非圖上畫的只朝一個緯度向下。就像<星際穿越>裡面說的,蟲洞不是一個洞,是一個球形洞,三維不能夠看其全貌,四維才可以。
所以說,時空的扭曲方向就是朝向高維的,正式我們無法想像到高維,所以我們也無法看到高維物體或者直觀地看到空間的扭曲樣子。
回答這個問題,我們先要定義一下這裡所指的四維物體。
因為我們一般提到四維,可能有兩種含義:一種是說四維時空,也就是三維空間加上一維時間。像愛因斯坦相對論所涉及的宇宙圖景,就是一個四維時空宇宙。對於這種時空四維在三維的投影,其實我們每時每刻都能感受到。
想想那是什麼呢?就是當下,這一分,這一秒,一個普朗克尺度時間間隔下的整個三維宇宙。比如上面這張延時攝影作品,記錄了星體在空中的軌跡,實際上就反映出了星體作為一個四維時空物體的存在狀態。而每一個時刻星體的定格狀態,就是這個四維星體在三維的投影。
而另一種四維,指的是幾何四維,題主問的應該是這種四維物體。也就是說除了長寬高之外,這種物體在另外一個我們所不能認知的維度上,也有物理存在。實際上,這種幾何四維體,指的是時空五維體。
那麼一個幾何四維體在三維的投影應該是什麼樣子呢?我們可以先從最簡單的例子出發,一個四維中運動的球體,在三維的正投影是什麼?應該是一個大小不斷變化的球體。想像不出來?那麼拿一個氣球放在燈泡下,改變氣球距離燈泡的位置,你看到它的影子是不是一個不斷變化的圓形呢?
那麼想一想,你在生活中見過一個漂浮在空中,小大不斷變化的球體嗎?用嘴吹一個氣球,然後吸氣呼氣讓它不斷變大變小,恭喜你,模擬了一個和四維球體在三維空間投影等價的東東。不過,這個氣球在四維幾何空間有對應的實體嗎?很難說!就好比一個二維平面上的生物,在平面上製造一個不斷變化的圓形陰影,並不需要三維空間真的有一個對應的實體。
但也有一種可能性,宇宙的11個維度,其實都是完全物理映射的。也就是說,所謂高緯度的實體,真實的物理本質是構建於低維度上的,高維度只是低維度信息的映射,或者說,幻覺。目前的黑洞全息熵理論,就是認為黑洞本質上並不是三維實體,而是二維實體。黑洞內部所謂的三維空間並不存在,黑洞的一切有意義信息都映射在黑洞的二維表面上。
如果是這樣,那麼只要我們在三維空間製造出一個與四維空間在三維空間投影等價的實體,那麼這個實體在對應的四維空間上,也會映射出一個相應的四維實體。
其實現代理論物理,試圖協調量子力學和廣義相對論,就是從維度入手,維度也許正是解釋宇宙本質的關鍵所在。
視頻就是四維的衍生物,我們看到一切隨時間變化的物體都屬於四維產物,我們所感受到的時間便是對四維世界的觸摸。
有一種物理學的思維叫做極限思維,比如,桌子上一個小方塊被繩子牽引水平向前,在不考慮氣體流動的情況,小方塊收到四個力,地球引力、桌面支持力、繩子牽引力、桌面摩擦力。用極限的思維如何理解摩擦力,假想一個桌面是磨砂紙,一個桌面是玻璃,那麼繩子拉動小方塊的力度就大不一樣,這就證明了一個物體在另一個物體表面移動的時間存在摩擦力。
那麼把極限的思維用在思維空間的思考上,大家閉上眼睛,靜靜地思考,把自己處於一個山洞裡,沒有植物、動物、看不到外面的天空,沒有手機、鐘錶、電視、收音機,沒有蠟燭、燈光等等,讓一切能體現時間的外界因素統統消失,這也就意味著剝奪了你的視覺;再要求你不能動 屏住呼吸 剝奪你的聽覺、觸覺、嗅覺,感覺不到自己的心跳、脈搏,聞不到任何味道,觸摸不到任何東西,徹底讓你感覺不到時間的存在,這個時候也許你會說,這和死了有什麼區別?不,有區別,即便你什麼都感覺不到,你依舊是客觀存在的,你有軀體,有思維,你身處的環境是一個山洞,一個真真切切的空間。這種狀態,則是很接近於三維空間的一種狀態,如果再剝奪你的思維,你和一塊石頭有什麼分別?對,你成功的進入了三維空間世界,石頭就是三維空間的物體。
這就是極限的思維,讓自己對時間的敏感度降到最低,那麼你就越像一塊石頭,越遠離四維空間。
我們進行另一種極限思維,假設你可以敏銳的感知時間,擁有高智商大腦,極強的觀察能力、思維能力,讓你身處於一個房間,裡面布滿了各種計時器、各種顯示器,可讓你在極短的時間裡同時看到不同時間片段所發生的一切,很短的時間裡看到過去幾百年幾千年發生的一切,每一個時間段都是一個獨立的物品,你想像身處這樣的環境,這樣的自己在看著這個世界不同空間不同時間發生的一切,你還會察覺到自己在這個房間里嗎?就像你戴著耳機在網吧玩遊戲,玩到入迷的時候,有沒有過這種感覺,身處遊戲中而忘記自己在網吧坐著這件事。這種極限的思維就是讓人感覺彷彿身處四維世界,在這個世界裡時間就像一個個物品,你可以隨意翻看。
宇宙那麼大,那麼深邃,我們所能探索到的只是九牛一毛。宇宙存在多維空間,對生物來說,看到的世界即為世界,看不到的,就是不存在的。
《星際穿越》里庫珀進入黑洞中心的五維時空、《三體》中地球人通過進入高維空間幹掉了「水滴」,這些畫面和描述很形象,會讓人產生一種錯覺,認為在我們的四維時空之外,真的存在更高的維度。一般來講,我們身處一個四維時空中,也就是三維空間加一維時間。這是愛因斯坦給我們定義的時空觀。1926年,德國數學物理學家西奧多·卡魯扎在愛因斯坦的四維時空上,再添加一個空間維度,把愛因斯坦的相對論方程加以改寫,目的是把當時已知的兩種基本力「電磁力」和「引力」統一到一個方程中。敲黑板注意了!這是數學層面的操作,目的是為了方便統一兩種力,並非證明了我們的時空就是五維的。從方程式的角度,維度也就是一個量而已,不要說五維,一百維都沒關係。
隨著量子力學的發展,其一個分支理論:弦論開始越來越受到科學界的關注。弦論非常非常複雜難懂,對此感興趣的讀者可以去看一下布賴恩·格林所著的《宇宙的琴弦》。雖然是一本科普讀物,但我保證你看的頭昏腦脹。這裡我用最簡單通俗的語言來大概描述一下,簡單就不可能精確,還請大家見諒。
弦論認為組成宇宙中所有單位的是一條非常非常小的弦(其實叫「能量線」更恰當,弦論中「弦」並非一條實物線),而不是我們通常認為的「粒子」,弦的不同振動和運動產生了各種不同的基本粒子。
現在我們知道,宇宙中的四種基本力:強作用力、弱作用力、電磁力和引力也可以用粒子來描述。這樣的話,弦論就有希望把四種力完全統一起來,創造一個「萬物理論」(有沒有聯想到《星際穿越》中那個關鍵的方程式?)愛因斯坦的廣義相對論在他的宏觀引力王國戰無不勝,但進入微觀量子領域就沒有了用武之地;量子理論在微觀領域好用,但對付引力束手無策。如果誰能夠把宇宙中的四種力完美的統一起來,那就是取得物理界公認的「聖杯」。
弦論雖然年少得志、前景光明,但它也有兩個致命傷:一個它極難獲得實驗證明,二是它需要改造我們的宇宙,它要求我們的宇宙是十維的!
弦論目前還在發展中,即使它最後統一了所有的粒子和力,成為了「萬物理論」,即使我們的宇宙被證明是十維的,大家也別想著進入高維空間去摘別人的大腦。因為根據弦論的計算表明:多出來的六個維度,會蜷縮到一個非常非常小的尺度,與我們宏觀世界不會產生任何互動。
所以可以答題了:這個世界上應該不存在宏觀的四維物體,更不會投影到我們的三維世界。對於我們目前所處的時空來說,我們處於三維空間里,那四維物體是什麼呢?首先我們可以肯定的是,它肯定處於四維空間中,但因我們處於三維空間,自是看不到也摸不著四維物體的。
我們三維物體是由長,寬,高三個條件構成的,而四維物體毫無疑問也包括這仨,但不為人知的是,它也就多了另外一個條件才能支撐其存在於四維空間中。許多人都認為四維空間是由長寬高外加一個時間維組成,其實並不是,時間它並不具備空間性,它同樣存在三維或四維空間中,只不過時間是相對存在的。
根據數學家推理出來的高緯度空間,四維空間其實就是三維空間沿著某條軸線排列成的,而三維空間里的物體是幾乎看不到這條軸線以及四維空間的,相反四維空間中的物體就可以看到三維空間里的物體。可以說這就是一個規律,低緯度空間里的生物不能輕易發現高緯度空間的存在,而高緯度空間的生物卻可以輕易看到低緯度空間中的所有存在。
就比如一個三維空間的球體讓它經過二維空間,在二維空間中,它就會先以某個點出現,然後慢慢變成一條線了,慢慢變長,過了一會,又開始縮短,最後縮短回一點消失,始終不會呈球體的形狀出現,因為畢竟是在二維空間中,它不可能以三維空間里的形狀出現的。所以二維空間里的生物就會感覺甚是奇怪,這同樣可以適用於四維空間的物體經過我們三維空間,我們無法看到它們真正的面目,所以只能以三維空間里的形式呈現,但又會表現得神秘莫測。有可能我們聽到的一些無法用科學解釋的現象就是四維空間中的物體經過三維空間時的投影。
當然了,這也只是一個猜測,畢竟我們身處三維空間里,看不到四維空間以及其中的物體,也並沒有確切的證據能夠證明四維空間的存在,所以一切也都只是猜測而已。
這個很有趣。我們可以在腦袋裡想像一下高維度的實體穿過低維度空間的特徵。
1,二維的圓穿過一維的線:當二維的圓碰到一維的線時是一個點,然後由於圓要穿過線去,所以這個點會慢慢變成線,直到圓通過一半的時候,接觸面就是和直徑一樣長的線。然後又從直徑一樣長的線慢慢縮短成一個點,最後完全通過,消失。。。總結,二維的圓通過一維的線是一個變化的線,最後消失。
2,三維的球通過二維的平面:先是一個點,然後球通過面的時候是一個面,這個面越來越大,直到和球的直徑那麼大的圓又開始慢慢變小,直到消失。總結,三維的球經過二維的面的時候,是一個變大又變小的圓。
3,四維物體經過三維空間。也就是我們想要知道四維物體經過我們空間的樣子。我們知道有類比推理這種實用工具。類比1,2就知道。四維物體經過我們三維空間的時候,會不會是一個從小變大又從大變小,直到消失的三維物體呢。
題主如果了解三視圖就好理解上面所說的。設計師都會把三維建築投射成二維平面圖。
沒有圖,還請諒解。
當有大神在生活中見過一個突然出現,又有變化,然後消失的物體請告訴我,我要跟著他去四維空間
其實個人覺得沒那麼難理解,也沒那麼玄乎。試想一下,如果一維是線,二維是面,那麼二維比一維多了什麼屬性?二維是兩軸,那麼二維向一維跌落一個軸的屬性投影,那一維空間將無法超越這一屬性投影,一條沒有寬度的線,將永遠被鎖死在面中。那三維比二維多了個什麼屬性呢?三維是三軸了,也就是體了,也是我們最能理解空間概念了。那麼三維比二維多了個什麼屬性呢?是第三軸,高度。而這個高度給三維物體又帶來了另一個屬性,在光照下三維體比二維多了個影子的屬性,這個是二維所無法做到的,而且伴隨著三維體向二維所產生的投影及三維體的影子,那麼處在三維體影子之中的二維面將被所以在這一陰影面之中。那麼現在侃一侃四維,普遍認為四維是三維加上時間這個屬性就是四維了,但是大家有沒有想過?一個二維面怎麼能觀測到三維體的高度屬性的呢?答案應該是不能直接觀測,但是如果二維面裡面真的有智慧生命的話,它們可以根據三維體的投影去間接觀測,那麼也就是說,三維生命根本沒法觀測到四維生命多出的那個屬性來,但是三維體生命卻也可以通過觀測四維向下跌落的高屬性投影間接觀測,那麼個人認為,其實時間根本就不是三維和四維之間相差的那個高屬性,而是這個高屬性向低維度所跌落的一個高維度投影,然而就是這麼一個可能在四維毫無意義的投影,卻可能就鎖死了整個低維度。但是也可以從側面間接證明,確實是有更高維度屬性的存在的。所以個人認為時間並不是四維的高屬性,而只是這個高屬性的附帶品而已。
地球上有沒有發現過四維物體的三維投影?
不只是地球,在我們理解中,整個宇宙我們能觀測到的也就是三維存在,僅僅是地球上沒有四維空間的投影就證明不存在四維物體或者四維生物了?
當然四維物體在三維空間上的投影僅僅是我們無法畫出四維空間的物體,而在三維空間用圖示的方式來輔助理解四維空間以及四維空間的物體!那麼連四維物體是否能在三維空間中有投影這個都沒有確認,僅憑無投影就確定沒有四維物體或者生命是不是有些可笑?
我們能理解莫比烏斯環是因為它在三維空間中存在符合我們的理解,但僅僅只憑二維平面的話一樣無法理解一直往前走卻可以走過一個平面的正反面!但莫比烏斯環在二維平面如何投影?不過是二維上面的一幅平面畫而已!那麼請問這幅畫是誰幫忙畫的?是不是我們三維狀態下的人類?
在閔可夫斯基四維空間里,三維之外的一維是時間,理論上時間在我們三維空間中是無法投影的,如果有那麼就是你肉眼所看到景物的照片,因為這就是某一時刻某個區域的投影,在你相機的底片里,或者隨之會存放到你的電腦里!但現行認為的四維就是歐式四維空間,可以簡單的來理解這個空間結構,它可以用一個純粹的數學模型來表達,我們也可以將之表現在三維空間里,但出於三維空間的局限,我們無法表現出四維物體的眾多屬性,因此無論我們如何努力,畫出來的也僅僅是一個四維空間在三維中的投影!
這個投影是我們畫出來的,僅僅是做個輔助而已,但卻不是真正的四維空間投影!理論上上四維空間不需要在三維空間投影,它只有在更高的維度上才會表現出可視性,簡單的理解就是我們三維空間是看不到四維空間投影的,或者您可以跨越到五維然後再來看看四維是長什麼樣子的!
但是很抱歉,我們連四維空間都無法突入,何談五維空間呢?因此我們在三維空間中討論四維空間里的物體或者生命確實沒有毛病,但卻捕風捉影或者憑藉理解歪了的理論來判斷四維的標準是不可取的,徒增笑耳.....!!
看了這麼多人在解釋三維空間里的思維投影,說的最多的就是視頻記錄,我認為,這個是謬論。首先我們必須要明確一個基礎,那就是定義維度。時間作為一種意識,是都能被我們所捕捉,我認為不能,至少我們的器官是不能的,所謂的時間,在我們人體來說,緊緊是用眼睛和腦子的配合來形成意識而出現的。視頻是什麼,只是一種記錄事件的過程,時間體現在哪裡?僅僅是我們認為的過去的事情么?既然時間是不可逆的,那這個視頻記錄的時間又怎麼解釋,所以事件永遠只是事件,充其量就是一個三維投影,並不能解釋為四維投影!現在網路上很流行一種說法,就是維度的定義可以分為意識定維,和物質定維。到底哪一種才是維度的決定因素?科學家一直孜孜以求的方向是物質定維的方法,然而所有的猜想又是基於人類的思維在進行著!因為高維度的存在現在還沒有被科學的證明!我以前看過一位網友的評論,我覺得他寫的很有意思,主題思想就是高維度只存在於人的大腦里,是人的一種意識,而我們眼睛看到的世界,就是我們大腦定義的三維世界。我們在用科學的方法證明高維度的路線或許可以改變一下,研究人的大腦或許才能解開高維度的秘密!另一種普遍接受的理論就是,人的感官只能體會到三維,我們生活的空間也許是多維的,人的感官器官的能力限制了我們去感受多維空間的能力!
四維物質是一種比三維還有複雜得多的東西,其投影更是比本體還要複雜,可以說,一般人的腦洞根本裝不下這麼複雜的東西。先來個最簡單的圖給大家感受一下。
上面這個圖所顯示的就是四維三角體旋轉的時候投影在三維空間時的真實情況。可以看出這個投影的形狀和體積都是在不停的發生變化的,如果這個看不懂,那再來了超立方體的試試。
像這種變幻的也就能在電腦上模擬一下,現實中真找不到類似的東西。當然,不排除以後材料方面取得驚人的進展,或許可以製造出一個真實的模型。不過那也只是個模型罷了。
不過現在我們在現實中看不到類似的東西,也並不代表著它們就不存在。也許它們很小很小,而且分布也不廣,更有可能出現的時間很短,以至於我們人類還沒發現。。。
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