地球上有没有发现过四维物体的三维投影?

四维物体,出了长宽高外,还需要一个额外的维度才能够支撑其存在。就以目前我们的宇宙表现来看,我们的宇宙是三维的(时间除外),而非四维的,存在于我们宇宙的物体也都是三维的。

但是,虽然我们三维生物看不见四维物体,但是从一些物理现象,却隐隐可以找到高维存在的蛛丝马迹。最为明显的就是爱因斯坦的广义相对论,它直接认为引力的本质就是时空的几何扭曲,而这种扭曲已经被实验所证实。那么,如果我们空间是三维的,时空如何扭曲?向那个维度扭曲?

就像一个二维纸片,如果没有第三个纬度,纸片绝对无法扭曲,只能够是一个平直的二维纸片。比如著名的莫比乌斯环,就是因为存在于三维空间,故而可以扭曲为只有一个面的奇怪物件。所以说,如果没有高维的存在,我们的时空又如何产生几何扭曲?

很多图片上画出的时空扭曲,就是一个投影而已,是三维的。这种扭曲如果在现实中,我们很容易能够理解或者测量出来。但是,真实情况是空间的每个维度都存在扭曲,这种扭曲是各项同性,没有区别的。就像黑洞经常被描写成一个“向下”的时空深洞,但其实黑洞的时空在各个维度都是“向下”的,而非图上画的只朝一个纬度向下。就像<星际穿越>里面说的,虫洞不是一个洞,是一个球形洞,三维不能够看其全貌,四维才可以。

所以说,时空的扭曲方向就是朝向高维的,正式我们无法想象到高维,所以我们也无法看到高维物体或者直观地看到空间的扭曲样子。

四维物质是一种比三维还有复杂得多的东西,其投影更是比本体还要复杂,可以说,一般人的脑洞根本装不下这么复杂的东西。先来个最简单的图给大家感受一下。

上面这个图所显示的就是四维三角体旋转的时候投影在三维空间时的真实情况。可以看出这个投影的形状和体积都是在不停的发生变化的,如果这个看不懂,那再来了超立方体的试试。

像这种变幻的也就能在电脑上模拟一下,现实中真找不到类似的东西。当然,不排除以后材料方面取得惊人的进展,或许可以制造出一个真实的模型。不过那也只是个模型罢了。

不过现在我们在现实中看不到类似的东西,也并不代表着它们就不存在。也许它们很小很小,而且分布也不广,更有可能出现的时间很短,以至于我们人类还没发现。。。

现在没有任何理论支持四维空间的存在,也没有任何证据证明四维生物的存在。

首先我们来明确个概念,题中所指的四维物体应该是位于五维时空中的,就是四维空间加上一维的时间。例如现在的我们就是三维空间中的物体,是处在四维时空中的。

由于这个思维的局限性,我们是难以想象四维空间的,但是通过类比大体上可以推导出四维空间的几何模型-超正方体。

以下动图中显示的超正方体形成的过程,反过来看就是在三维空间中的投影。

当然为什么我们说四维空间由于我们思维的局限性根本想象不出来,就是因为我们做出的模型例如超正方体,他也是处在三维空间中的,真正的四维空间是什么样子,或者是否存在?没有人知道。

结合了五种超弦理论加上11维空间的概念形成了最新的前沿理论-M理论,该理论被看作是可以调节相对论和量子力学的终极理论。那么这个理论最终是否可以用在证明四维空间相关的存在,让我们拭目以待?


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最近比较火热的动画电影《哪吒之魔童降世》,我觉得有一个片段可以说说这个三维世界与二维世界的关系,我们知道电影里面哪吒内涵巨大的能量,太乙真人为此将哪吒带到了山河社稷图中进行训练。

山河社稷图里面的丰富多彩,随意刻画,就像是我们生活中所看到的二维世界的画一样,从山河社稷图外面,人们可以看到图画中人物活动的轨迹,但是图画中的任务却看不到外面的世界。

这种就是二维世界和三位世界的一种关系,高维世界可以洞察低维世界的一切,但是低维世界却看不到高维世界的东西。而如果说高维世界的东西在低维世界出现,也是以低维世界的某种形式表现出来,就如同山河社稷图中,所有改动,在外界看来都是在画画。

类比三维世界和四维世界的关系也是一样,四维世界可以洞悉三维世界的一切,但是三维世界却看不到四维世界的东西,同理四维世界的东西在三维世界都是以三维世界的形式展现。

比如很多人将时间作为三维之外的第思维,那么在整个时间轴上,三维世界是可以通透的展示,而时间再这一刻的投影,就是我们所处的三维世界现状。

四维空间

如果要说四维物体的投影,目前人类能够想象的恐怕也只有量子纠缠了。量子纠缠在我们世界鬼魅一般无法解释的现象也许就是四维空间给我们的投影。

第一个问题:高维物体对低维空间投影会有哪些不正常?

客观上来说,鉴于维度的复杂性,低维空间的人根本无法想象高维的世界。就像一个二维的纸片人不能理解三维世界怎么会有一个厚度(高度)一样,我们三维世界的人其实也很难想象四维空间究竟是一个什么样子,四维物体投影到三维空间会有什么特性。所以,我们只能通过三维物体在二维空间的投影特性,来推断在我们世界的那些物体或者现象可能是四维物体的投影。

那么三维物体在二维空间的投影有什么特点,对二维世界的人有什么不正常的呢?

三维物体在二维空间的投影其实是一个横截面,就像三维的球投影到二维空间是一个圆,三维空间的立方体投影到二维空间是一个正方形一样。在正常情况下,其实二维空间的人感觉不到什么异常,因为在他的世界中,即便三维物体上下移动,在二维空间的截面呈现大小、形状的变化也是正常的,符合二维空间的基本规律。但是有一种情况却是例外,比如不规则的三维物体,如下图所示:

不规则三维物体投影

如果是这样一个三维物体投放到二维空间,会是两个毫不相连的点,或者两个毫无关系的面。但是二维世界的人如果对其中任何一个点或者面进行操作,都会影响到另一个点或者面。这在二维世界是无法解释的,因为它既不是磁力、也不是引力,用二维世界中任何一种逻辑都无法解释。那么,二维世界中的科学家就有理由怀疑这个东西是三维世界的投影。如果把这种逻辑带入到三维世界,目前我们能想到的就只有两种情况:

一、超越光速鬼魅一般的量子纠缠,相互纠缠的两个量子之间究竟靠什么发生作用?

二、黑洞的裸奇点,虽然目前裸奇点仍然处于科学家的猜想阶段,但如果这种奇异的黑洞真的存在,它的奇点又为什么会是裸露的?

高维空间

第二个问题:如果地球上没有发现过四维物体的三维投影,是否意味着不存在四维空间?

结论:前文已经说过,低维在正常情况下根本无法想象高维的世界,所以我们只能通过观察三维世界中的异常现象来逐步推断高维。抛开目前还存在与假说的裸奇点,无法解释的量子纠缠是我们人类在地球上唯一证实存在又无法解释的现象。为什么两颗量子之间会呈现奇异的纠缠关系?为什么他们之间又无法传递信息?为什么量子拒绝观察,它的位置与动量不可同时被确定……

量子种种的奇异特性,放在三维世界也许我们很难理解,但如果我们有一天能够真的想明白四维空间,也学这些问题就像那个三维空间投影到二维空间的例子一样,一目了然。总之到目前为止,对四维空间的描述在科学上还只存在与数学层面,任何三维世界中对四维空间模拟都只是人类的想象,无法最终证实和证伪,这不是一个非常严谨的科学课题。

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《星际穿越》里库珀进入黑洞中心的五维时空、《三体》中地球人通过进入高维空间干掉了“水滴”,这些画面和描述很形象,会让人产生一种错觉,认为在我们的四维时空之外,真的存在更高的维度一般来讲,我们身处一个四维时空中,也就是三维空间加一维时间。这是爱因斯坦给我们定义的时空观。1926年,德国数学物理学家西奥多·卡鲁扎在爱因斯坦的四维时空上,再添加一个空间维度,把爱因斯坦的相对论方程加以改写,目的是把当时已知的两种基本力“电磁力”和“引力”统一到一个方程中。敲黑板注意了!这是数学层面的操作,目的是为了方便统一两种力,并非证明了我们的时空就是五维的。从方程式的角度,维度也就是一个量而已,不要说五维,一百维都没关系。

随着量子力学的发展,其一个分支理论:弦论开始越来越受到科学界的关注。弦论非常非常复杂难懂,对此感兴趣的读者可以去看一下布赖恩·格林所著的《宇宙的琴弦》。虽然是一本科普读物,但我保证你看的头昏脑胀。这里我用最简单通俗的语言来大概描述一下,简单就不可能精确,还请大家见谅。

弦论认为组成宇宙中所有单位的是一条非常非常小的弦(其实叫“能量线”更恰当,弦论中“弦”并非一条实物线),而不是我们通常认为的“粒子”,弦的不同振动和运动产生了各种不同的基本粒子

现在我们知道,宇宙中的四种基本力:强作用力、弱作用力、电磁力和引力也可以用粒子来描述。这样的话,弦论就有希望把四种力完全统一起来,创造一个“万物理论”(有没有联想到《星际穿越》中那个关键的方程式?)

爱因斯坦的广义相对论在他的宏观引力王国战无不胜,但进入微观量子领域就没有了用武之地;量子理论在微观领域好用,但对付引力束手无策。如果谁能够把宇宙中的四种力完美的统一起来,那就是取得物理界公认的“圣杯”。

弦论虽然年少得志、前景光明,但它也有两个致命伤:一个它极难获得实验证明,二是它需要改造我们的宇宙,它要求我们的宇宙是十维的!

弦论目前还在发展中,即使它最后统一了所有的粒子和力,成为了“万物理论”,即使我们的宇宙被证明是十维的,大家也别想着进入高维空间去摘别人的大脑。因为根据弦论的计算表明:多出来的六个维度,会蜷缩到一个非常非常小的尺度,与我们宏观世界不会产生任何互动。

所以可以答题了:这个世界上应该不存在宏观的四维物体,更不会投影到我们的三维世界

地球上有没有发现过四维物体的三维投影?

不只是地球,在我们理解中,整个宇宙我们能观测到的也就是三维存在,仅仅是地球上没有四维空间的投影就证明不存在四维物体或者四维生物了?

当然四维物体在三维空间上的投影仅仅是我们无法画出四维空间的物体,而在三维空间用图示的方式来辅助理解四维空间以及四维空间的物体!那么连四维物体是否能在三维空间中有投影这个都没有确认,仅凭无投影就确定没有四维物体或者生命是不是有些可笑?

我们能理解莫比乌斯环是因为它在三维空间中存在符合我们的理解,但仅仅只凭二维平面的话一样无法理解一直往前走却可以走过一个平面的正反面!但莫比乌斯环在二维平面如何投影?不过是二维上面的一幅平面画而已!那么请问这幅画是谁帮忙画的?是不是我们三维状态下的人类?

在闵可夫斯基四维空间里,三维之外的一维是时间,理论上时间在我们三维空间中是无法投影的,如果有那么就是你肉眼所看到景物的照片,因为这就是某一时刻某个区域的投影,在你相机的底片里,或者随之会存放到你的电脑里!但现行认为的四维就是欧式四维空间,可以简单的来理解这个空间结构,它可以用一个纯粹的数学模型来表达,我们也可以将之表现在三维空间里,但出于三维空间的局限,我们无法表现出四维物体的众多属性,因此无论我们如何努力,画出来的也仅仅是一个四维空间在三维中的投影!

这个投影是我们画出来的,仅仅是做个辅助而已,但却不是真正的四维空间投影!理论上上四维空间不需要在三维空间投影,它只有在更高的维度上才会表现出可视性,简单的理解就是我们三维空间是看不到四维空间投影的,或者您可以跨越到五维然后再来看看四维是长什么样子的!

但是很抱歉,我们连四维空间都无法突入,何谈五维空间呢?因此我们在三维空间中讨论四维空间里的物体或者生命确实没有毛病,但却捕风捉影或者凭借理解歪了的理论来判断四维的标准是不可取的,徒增笑耳…..!!

我们身处三纬世界,量子特性如果可以被认为是更高纬度的特性,那是不是越微观纬度越高,走出我们的宇宙将是二维世界。一纬才是顶层设计,

高纬度对于低纬度拥有绝对掌控力,这个算个共识吧!

四维生物能够让瞬间构建和毁灭对应三维世界,加速倒退其时间,内外一眼看穿……这样说是不是觉得有点熟悉?

这个就是意识,仔细想想,你去想象一个场景、回忆、梦境、甚至胡思乱想,这一瞬间就会构建一个相对的三维空间,这个空间你能随意摆弄,甚至一个转念就让它消失,而恢复也是一个念头就可以完成。

再往大了说,我们人类意识可能从未进行锻炼,或者改进,属于低层次四维状态!以至于构建的三维空间不稳定。我们不动念它就会消散,而且对现实的三维世界是不能造成影响的。

那当高层次意识觉醒,它能够构建稳定的三维世界,同时对现实三维空间造成影响,随心所欲的操控现实世界,这个就是所为的超能力,它还有一个更为大众所熟悉的名字:神!

四维物体一般是被认为是空间+时间组成的,但是这在地球上并没有这样的东西,而是一个假设性的说明。所以在理论上的说明,其实四维就是一个不规则性的说明,但是又不是与我们常看到的物体完全相同,它就如一个随意可以转变的东西,所以如今我们最多可能也只能看到三维的物体。而四维物体应该只可能能存在于四维或四维以上的世界。

而在科学之中,对“四维物体”的理解其实也是建立在三维物体之上,通过重叠推理来进行说明的,所以如今我们只能从理论性的基础来进行说明,并且也没有实际性的发展任何多位物体。

简单的来说从零维开始,理论上认为零维就是一个点,并没有什么特别的理解意思,而一维就很好理解了,就认为是一条线,当然这条线是具有“点到点”之间连接的距离,也就是我们说的一条线段,这是应该很好理解,相当于是“点与点”之间的连接。

而二维就是点与点之间的一个链接,从一维我们可以想到,就是一个线段之间的组合,所以常常会被用于平面上的“三角形”来进行比喻,这相当于是3个线段组成的一个“二维”物体。

而三维就是一个多边形的物体,是原有平面三角形无限接近于一点的状态,所以也被比喻成为“三棱锥”,这就是科学家的一个推论,而有了上面的四个推论,那么是为物体就是三棱锥无限接近于一点,所以相当于是一个无话描述的状态,前三维人类都有用现实之中的物体来进行比喻,但是四维是如今无法比喻的状态,所以如今的四维是在生活之中找不到一个物体来进行比喻的。

但是科学家们建立在三维物体的比喻状态之下,对四维物体产生了一个可以理解的理论性说明,那就是在时间为前提下,一个三维物体以单一的某种运动方式所在空间留下的”痕迹”(整个过程)。这就是大概的情况。

如今也是没有四维物体的三维投影出现,就算是我们对空间概念的认识,也只有指出由长、宽、高组成的三维空间。所以从根本上来说,人类最多是能将三维比喻出来,而不会进行四维物体的比喻出现,那肯定在地球上就没有发现过这样的情况了。

虽然在《广义相对论》和《狭义相对论》中提及到了四维的问题,我们知道阿尔伯特·爱因斯坦也是建立的一个“理论空间”概念,并没有一个精确性的物体说明。同时维的定义也是定义在四维属于动态空间,是因为有了时间的存在,这也只能说明是时间、空间上的一个说明。所以我们无法超越动态性的观察,也就看不到四维物体的三维投影了。

而对于维度的理解,用一个简单的说法来进行形成,那就是——N维就是N条直线两两垂直所形成的空间,但是这个空间能够延伸多久,就无法进行评估了,那么“几维物体”也就无法持续延伸下去,就如如今人类已经无法来找到四维物体或者四维物体以上的东西来进行替代,这就是大概的情况。

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