人类为什么进不了四维空间,四维空间真的是穿越到另一个世界吗?
2023-04-30 来源:飞速影视
现在市场上很火也很有趣的一个玻璃制品——克莱因瓶子,号称是永远装不满水的瓶子。而克莱因瓶其实是一个美丽错误,翻译错误。因为克莱因是一个数学家,他研究的几何学,人们在翻译克莱因平面的时候错翻译成克莱因瓶。其实克莱因瓶子是永远无法真正造出来的,市面上所出现的只是瓶身上开个洞然后传过去和底面连接而成的。真正的克莱因瓶是通过四维空间的方式连接在一起,目前只能停留在思维模型中,无法真正制造出来。
什么是四维空间
四维空间并不是指标准欧几里得空间,可以拓展到n维。欧几里得几何首先分析平面几何问题,然后分析三维立体几何问题,接着可以拓展到n维。例如x、y、在轴之间的空间又可以剖析为n个维度。但是四维空间克莱因描述是:一个瓶子底部有一个洞,现在延长瓶子的颈部,并且扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接。和我们平时用来喝水的杯子不一样,这个物体没有“边”,它的表面不会终结。它和球面不同 ,一只苍蝇可以从瓶子的内部直接飞到外部而不用穿过表面,即它没有内外之分。
克莱因瓶是一个在四维空间中才可能真正表现出来的曲面。如果我们一定要把它表现在我们生活的三维空间中,我们只好将就点,把它表现得似乎是自己和自己相交一样。克莱因瓶的瓶颈是穿过了第四维空间再和瓶底圈连起来的,并不穿过瓶壁。因此四维空间以我们人类认知的三维感官是无法造出四维空间事物的。
人们对四维空间的认知
在爱因斯坦以前,人们的思维基本都局限于三维的空间。因为利用三维的数学几何物理等能足够处理智者所遇到的难题。然而爱因斯坦就探究相对论时,提出空间弯曲,在三维的空间维度上加了一个时间维度。根据爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行,你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一的原因。
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