三维人进入四维会发生什么?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-18
三体之《死神永生》中有一段关于万有引力号追击蓝色空间号,反被蓝色空间号上的人进入第四维彻底占领的故事。这一段写得惊心动魄,同时也展示了从高维空间中看三维的非同寻常的美丽和复杂:“我们进去吧。”褚岩说,然后像跳水似的钻进了那个空间。莫沃维奇和关一帆惊恐地看着他的身体从头到脚消失在空气中,在空间无形的球面上,他身体的断面飞快地变换着形状,那晶亮的镜面甚至在周围的舱壁上反射出水纹一样跳动的光影。褚岩很快完全消失了,正当莫沃维寄和关一帆面面相觑之际,突然从那个空间伸出两只手,那两只手和前臂就悬在空中,分别伸向两人,莫沃维奇和关一帆各抓住一只手,立刻都被拉进了四维空间。人们总是喜欢用这样一个类比:想象生活在三维空间中的一张二维平面画中的扁片人,不管这幅画多么丰富多彩,其中的二维人只能看到周围世界的侧面,在他们眼中,周围的人和事物都是一些长短不一的线段而已。只有当一个二维扁片人从画中飘出来,进人三维空间,再回头看那幅画,才能看到画的全貌。”时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。假如真的存在高维,例如第四维,我们这些“可怜”的三维生物到底能不能进入?答案,根据物理学,如果不是不可能,也是异常困难的。为什么困难甚至不可能?我们首先回顾一下三体中提到在四维空间传播无线电信号的问题。在四维空间中,无线电信号随距离比三维空间中要衰减得厉害得多。根据能量守恒,信号强度乘以距离的三次方是不变的,这里,距离的三次方就是四维中三维球面的“面积”(忽略一个常数)。所以,在四维空间中,信号强度与距离三次方成反比。而在三维空间中,信号强度是与距离平方成反比的。这是因为,三维中的二维球面的面积与距离平方成正比,那么信号强度乘以面积是一个不变量,这是能量守恒定律。实验表明,在我们的世界中,信号强度确实与距离平方成反比。也许你会说,在四维空间中能量也许是不守恒的。好吧,我们退一步接受你的说法,在四维空间能量不守恒。能量不守恒的结果是很可怕的,这是因为,在物理学中,能量是与时间有关的。如果能量不守恒,物理学定律会随时间变化。也就是说,一个在四维中的人,下一个时刻的体积和体重会剧烈变化,等等。我们还是不要接受这种可怕的假定。好,接受了能量守恒定律,你就得接受信号强度在四维空间中与距离立方成反比这个结论。比如,我们从远处看一盏灯,灯会随着距离迅速暗下去,比在三维空间中暗下去的速率要大。我们都学过库伦定律。这个定律说,两个电荷之间的作用力也随距离平方成反比,这和信号强度类似。其实,这两个定律的起源是一样的,因为两个电荷之间的作用力是通过电磁场传递的。(如果你学过力学,你还知道,两个电荷之间的势能与距离成反比,而力是势能的导数,所以与距离平方成反比。)我们还知道,牛顿的万有引力定律告诉我们,两个质量之间的万有引力也与距离平方成反比。其实,物理学家早就知道了,在三维空间中,所有长程力都与距离平方成反比。那么,四维如何呢?前面我们已经知道了,在四维空间中信号与距离立方成反比,所以,四维空间的库伦定律就是:两个电荷之间的力与距离立方成反比。这下就糟了,学过一点力学的人可以计算一下,如果两个电荷之间的力与距离立方成反比,质子与电子形成的束缚系统——氢原子,是否还是稳定的?结论很悲观:只要给一点扰动,这个“氢原子”很快消失,不是电子逃逸了,就是落到质子上去了。那么,量子力学告诉我们什么?结果更加糟糕,除非电荷被调到一个与质量有关的固定值,氢原子的束缚态根本不存在!也许,只是很少的物理学家知道这个结果,但任何学过量子力学的人自己都可以简单地计算一下,束缚态不存在。三维人更不可能通过翘曲点进入四维空间。现在回到蓝色空间号。我们问,当这艘被追击的星舰进入四维“气泡”时,它会怎么样?答案很清楚,立刻灰飞烟灭。这是因为我们人的身体是由分子原子构成的,而分子原子之所以成为分子原子是因为原子核与电子之间的电磁力。分子原子进入四维空间就不存在了,人当然也会随之解体。当然,三维人更不可能通过翘曲点进入四维空间。我们可以问一个更深的问题。假如电磁学只在三维空间中成立,当三维空间与四维气泡连接时,会出现什么现象?一种可能是,电磁学完全被囚禁在三维里,电磁场不能进入四维空间。这种情况确实出现在超弦理论中,三维空间是一个三维膜,三维膜上的一些物理场被囚禁在膜上,不能进入四维空间。那么,人身上的的分子原子可以进入四维空间吗?在弦论中,一般是假定进入不了的。当然,我们可以假想分子原子中的原子核和电子可以进入四维空间,那么我们问,电磁场能进入吗?我还没有看到一个自洽的理论说电磁场不可以进入,如果这样,人还会解体。一种办法是,让分子原子与电磁场永远囚禁在三维中,但让这个“三维体”随意进入四维,这就要求我们发明强大的机器来实现:这有点像我们在三维空间中拉扯皮球的皮,但没有强大的能力是做不到的。最后,顺便谈一下其他维。二维如何?既然三维中库伦力与距离平方成反比,那么在二维中库伦力与距离成反比。其实,二维中的束缚态的尺寸非常小。如果我们二维化了,不见得会变大,很可能会塌缩,而且,二维中的质量会导致二维空间闭合——这是另外一个话题,今天不谈了。更高维的空间呢?只要高于三维空间,库伦力导致的束缚态都是不稳定的。也就是说,在四维和四维以上的空间中,不存在原子,也不存在稳定的太阳系和美丽银河系。所以,三维空间的存在不是无缘无故的。你问我为什么,我不知道,也许上帝希望有一个稳定的太阳系,有一个美丽的银河系,并且,有智慧的人类。各位晚安,做一个美丽的高维梦吧。名词解释:四维空间四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,人们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。

三维人进入四维会发生什么?~

三体之《死神永生》中有一段关于万有引力号追击蓝色空间号,反被蓝色空间号上的人进入第四维彻底占领的故事。这一段写得惊心动魄,同时也展示了从高维空间中看三维的非同寻常的美丽和复杂:“我们进去吧。”褚岩说,然后像跳水似的钻进了那个空间。莫沃维奇和关一帆惊恐地看着他的身体从头到脚消失在空气中,在空间无形的球面上,他身体的断面飞快地变换着形状,那晶亮的镜面甚至在周围的舱壁上反射出水纹一样跳动的光影。褚岩很快完全消失了,正当莫沃维寄和关一帆面面相觑之际,突然从那个空间伸出两只手,那两只手和前臂就悬在空中,分别伸向两人,莫沃维奇和关一帆各抓住一只手,立刻都被拉进了四维空间。人们总是喜欢用这样一个类比:想象生活在三维空间中的一张二维平面画中的扁片人,不管这幅画多么丰富多彩,其中的二维人只能看到周围世界的侧面,在他们眼中,周围的人和事物都是一些长短不一的线段而已。只有当一个二维扁片人从画中飘出来,进人三维空间,再回头看那幅画,才能看到画的全貌。”时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。假如真的存在高维,例如第四维,我们这些“可怜”的三维生物到底能不能进入?答案,根据物理学,如果不是不可能,也是异常困难的。为什么困难甚至不可能?我们首先回顾一下三体中提到在四维空间传播无线电信号的问题。在四维空间中,无线电信号随距离比三维空间中要衰减得厉害得多。根据能量守恒,信号强度乘以距离的三次方是不变的,这里,距离的三次方就是四维中三维球面的“面积”(忽略一个常数)。所以,在四维空间中,信号强度与距离三次方成反比。而在三维空间中,信号强度是与距离平方成反比的。这是因为,三维中的二维球面的面积与距离平方成正比,那么信号强度乘以面积是一个不变量,这是能量守恒定律。实验表明,在我们的世界中,信号强度确实与距离平方成反比。也许你会说,在四维空间中能量也许是不守恒的。好吧,我们退一步接受你的说法,在四维空间能量不守恒。能量不守恒的结果是很可怕的,这是因为,在物理学中,能量是与时间有关的。如果能量不守恒,物理学定律会随时间变化。也就是说,一个在四维中的人,下一个时刻的体积和体重会剧烈变化,等等。我们还是不要接受这种可怕的假定。好,接受了能量守恒定律,你就得接受信号强度在四维空间中与距离立方成反比这个结论。比如,我们从远处看一盏灯,灯会随着距离迅速暗下去,比在三维空间中暗下去的速率要大。我们都学过库伦定律。这个定律说,两个电荷之间的作用力也随距离平方成反比,这和信号强度类似。其实,这两个定律的起源是一样的,因为两个电荷之间的作用力是通过电磁场传递的。(如果你学过力学,你还知道,两个电荷之间的势能与距离成反比,而力是势能的导数,所以与距离平方成反比。)我们还知道,牛顿的万有引力定律告诉我们,两个质量之间的万有引力也与距离平方成反比。其实,物理学家早就知道了,在三维空间中,所有长程力都与距离平方成反比。那么,四维如何呢?前面我们已经知道了,在四维空间中信号与距离立方成反比,所以,四维空间的库伦定律就是:两个电荷之间的力与距离立方成反比。这下就糟了,学过一点力学的人可以计算一下,如果两个电荷之间的力与距离立方成反比,质子与电子形成的束缚系统——氢原子,是否还是稳定的?结论很悲观:只要给一点扰动,这个“氢原子”很快消失,不是电子逃逸了,就是落到质子上去了。那么,量子力学告诉我们什么?结果更加糟糕,除非电荷被调到一个与质量有关的固定值,氢原子的束缚态根本不存在!也许,只是很少的物理学家知道这个结果,但任何学过量子力学的人自己都可以简单地计算一下,束缚态不存在。三维人更不可能通过翘曲点进入四维空间。现在回到蓝色空间号。我们问,当这艘被追击的星舰进入四维“气泡”时,它会怎么样?答案很清楚,立刻灰飞烟灭。这是因为我们人的身体是由分子原子构成的,而分子原子之所以成为分子原子是因为原子核与电子之间的电磁力。分子原子进入四维空间就不存在了,人当然也会随之解体。当然,三维人更不可能通过翘曲点进入四维空间。我们可以问一个更深的问题。假如电磁学只在三维空间中成立,当三维空间与四维气泡连接时,会出现什么现象?一种可能是,电磁学完全被囚禁在三维里,电磁场不能进入四维空间。这种情况确实出现在超弦理论中,三维空间是一个三维膜,三维膜上的一些物理场被囚禁在膜上,不能进入四维空间。那么,人身上的的分子原子可以进入四维空间吗?在弦论中,一般是假定进入不了的。当然,我们可以假想分子原子中的原子核和电子可以进入四维空间,那么我们问,电磁场能进入吗?我还没有看到一个自洽的理论说电磁场不可以进入,如果这样,人还会解体。一种办法是,让分子原子与电磁场永远囚禁在三维中,但让这个“三维体”随意进入四维,这就要求我们发明强大的机器来实现:这有点像我们在三维空间中拉扯皮球的皮,但没有强大的能力是做不到的。最后,顺便谈一下其他维。二维如何?既然三维中库伦力与距离平方成反比,那么在二维中库伦力与距离成反比。其实,二维中的束缚态的尺寸非常小。如果我们二维化了,不见得会变大,很可能会塌缩,而且,二维中的质量会导致二维空间闭合——这是另外一个话题,今天不谈了。更高维的空间呢?只要高于三维空间,库伦力导致的束缚态都是不稳定的。也就是说,在四维和四维以上的空间中,不存在原子,也不存在稳定的太阳系和美丽银河系。所以,三维空间的存在不是无缘无故的。你问我为什么,我不知道,也许上帝希望有一个稳定的太阳系,有一个美丽的银河系,并且,有智慧的人类。各位晚安,做一个美丽的高维梦吧。名词解释:四维空间四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,人们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。

论空间的话是三维.论时空(时间+空间)的话就是四维


#田和清# 如果从三维空间进四维空间是否发生进化 -
(18077285607): 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概...

#田和清# 四维空间是怎样的,如果人进入四维空间会经历什么? -
(18077285607): 其实如果说到四维空间和三维空间的区别,可能就是四和三的差距了,虽然看上去只是一个数据上的差别,但其实抽象到空间的概念当中,就有着很大的不同了.人类是三维空间的产物,所以他的身体也是由三维空间所制造出来的,当盲目的由三维空间制造的身体结构,进入到四维空间,就会使人类的身体得到改造,如果人类的身体不能够适应四维空间,可能就会被空间碾成碎片.

#田和清# 人进入四度空间会怎么样? -
(18077285607): 想象一下,如果蚂蚁是生活在二维空间,看不到第三维,他的状况跟人生活在四维空间是一样的.我们认为的一些公理公设都不成立了,比如两点之间线段最短,光速不可超越等等.

#田和清# 由三度空间进入四度空间会发生什么?
(18077285607): 根据阿尔伯特爱因斯坦的相对论所说,当物质到达光速时,就会扭曲空间,进入四维的空间隧道,回到过去、未来.(个人观点:四维空间可能就是黑洞或白洞)

#田和清# 德国数学奇才,证明4维空间真实存在,进入4维空间的人会变成什么? -
(18077285607): 科幻小说有提到过4维空间,进入4微空间全部的事物将会同步,能随意看到三维空间的事物,而且人还会永生,我也不知道这是不是真的.

#田和清# 人类从3维空间进入4维空间!思想会改变吗! -
(18077285607): 不用这么纠结、人类本身就生活早四维中(x,y,z,t)、只不过时间这个坐标轴我们看不到也摸不着、一维就是一条直线、然后很多条线合起来就是面(二维)、然后很多个面合起来就是个空间(三维)、然后很多个空间组合起来、自己想象一下、应该就是在同一时间有很多个不同的空间(所谓的平行宇宙观点). 然后我们退一步想、如果我们生活在二维世界中、那么我们就没有高度的概念、比如一个球本来在平面内运动、突然掉进了一个洞里、那么二维世界的人们就以为它消失了、不存在了、但是在三维世界我们还是知道它是存在的 这样说来、如果我们的思想能拓展到更高维度、那么、有些我们原以为消失的东西可能就不是消失了、只不过是以某种形式存在于其他纬度里而已

#田和清# 四维空间怎么解释?请高手解答 -
(18077285607): 四维空间又称“四维时空”、“四维宇宙”、“时空连续区”等.因德国数学家闵可夫斯基最先提出这个概念,所以又称“闵可夫斯基世界”. 解释四维空间必须涉及爱因斯坦的狭义相对论,这是爱先生1905年提出来的,那时他年方26岁,其...

#田和清# 人进入4维空间会变成什么样 -
(18077285607): 来不及看图像 应为速度太快了 球滚过后面有阴影 像有电容延迟 透明3维图叠起来看就有4维效果 可用PS的图层制作出的

#田和清# 关于四维空间的问题、
(18077285607): 四维空间的定义只是在3维空间的基础上多了一个时间坐标,人就是一个四维空间,四维空间不可逆!但是现在科学家提出了第五维空间,既时间可逆,但是人类无法通过四维空间进入到五维空间,说明空间存在独立性!至于你说的表示,就是在三维坐标上加上时间轴,并让三维坐标绕着时间轴旋转,且不可逆,就是四维空间了!你感兴趣的话,去百度看吧,有十一维空间,你去看看把!(回答了,连分都没有,楼主...) 其实你可以把我们的世界理解为是四维空间 因为在三维的基础上再加上时间这个量就变成四维了 比如一只小狗可以在地上乱跑 而你只要用三个数据就可以描述它在某个特定时间在空间里的位置 而如果再加上时间这个维度 那么你就可以描述这只小狗在它一生中任何时刻的方位

#田和清# 如果人能进入到四维空间,会不会就成了神? -
(18077285607): 人就算能进入到四维空间,也不会变成神,因为人还是那个人,并不会无所不能.