什么是四维生物

黑胡椒2023-05-08  33

“物理学里的四维是数量、长度、温度和时间。所谓的绝对四维生物就是可以突破时间的限制的生物。”概念貌似出自精神病患者。还提到在四维生物面前,不是环境决定一切,而是生物可以影响环境,需要至强的逻辑思维能力

爱因斯坦认为,我们生活在四维时空之中。这里所说的四维是指三个空间维度加上一个时间维度,爱因斯坦把两者统一在一起,认为时间和空间是不可分割的。但弦理论表明,宇宙中可能还存在更高的空间维度。

如果考虑这样的一种情况,把空间维度再增加一维,变成四维空间会怎样?四维生物又是怎样的呢?如果有人进入四维空间中,他将会面临什么后果呢?

由于没有人去过四维空间,所以没人知道四维空间究竟是怎样的,我们只能通过维度类比来进行了解。零维是一个点;当无数个点排成一列时,就会得到一条直线,这就是一维;无数条一维线可以组合成二维平面;无数个二维平面又会组合成三维空间;同样地,在某个我们无法感知的方向上,再增加一个维度,无数个三维空间就会组合成四维空间。

那么,如何来想象第四个维度呢?关于第四个维度,可以看一看如下的克莱因瓶:

对于我们所认为的封闭三维空间,在四维空间中,第四个维度可以把三维空间的内部和外部互相连通,让三维空间失去了内外的概念。关于此,我们可以用二维空间来作说明。

在二维平面上画一个方框,对于二维空间中的平面人(假设存在)来说,方框把二维空间分成了内外。但对于生活在三维空间中的我们来说,还有第三个维度连接方框的内部和外部,这就会出现非常有趣的事情。

在平面人看来,我们犹如“神”一样的存在。如果我们把方框内的一个平面人(姑且称之为小明)拿起来,放到方框的外面,那么,其他平面人会看到小明从一个他们所无法感知的维度中慢慢消失,然后不可思议地出现在方框外面。作为三维空间中的生物,我们能够直接看到二维墙面后边的东西。

同样地,对于四维空间中的生物来说,三维空间无所谓内外,他们可以直接看到墙壁后面的东西,可以同时看到立方体的所有面。四维生物不需要打开门或者窗户,就能从第四个维度取出房间中的物品。在这个过程中,我们会看到房间中的物品慢慢消失掉,然后再出现于房间之外。对于我们而言,四维生物拥有难以理解的超能力。

当光线照射到三维物体身上时,会在二维平面上投射出影子。事实上,我们只能看到三维物体所产生的二维投影。可以想象,当四维物体被光线照射时,也会在三维空间中投射出影子,四维生物只能看到三维投影。

四维生物也许就在我们身边,他们可能隐藏在第四个维度中,在我们无法感知到那个维度,所以我们无法看见四维生物。或者四维生物的影子投射到三维空间中,我们无法辨别出哪些是三维物体,哪些是四维生物的投影。

对于三维生物而言,进入四维空间绝不会是什么好事情。因为在四维空间中,第四个维度会把我们身体的内部和外部相通,导致原先体内的东西全部暴露在外,内脏和血液在第四个维度都无法获得支撑,所以我们无法在四维空间中存活。

人类为三维或者四维生物。

人类是可能三维生物,也可能是四维生物。目前人类对于维度的理解还处于三维的层面上,而后面的维度理解起来就比较困难,需要借助数学理论来理解。在量子力学领域,正在建立弦理论,该理论认为世界是十一维的,而人的眼睛只能看到二维。

三维空间,日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间。而且日常生活中使用的“三维空间”一词,常常是指三维的欧几里德空间。点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间,具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间的概念,是在三维空间的基础上所做的科学抽象。也叫三度空间。

四维空间不同于三维空间,四维空间指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识以及存在于四维空间,因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。

一个点是一维

一个平面是二维

我们生活的世界是三维的 我们都是三维生物 我们能看清一维二维的全貌

但是三维的我们不能看全 看一个立方体 总有几个面是看不到的

而四维生物 举个例子 就是比我们的维度更高的一种生物 他能看清一个正方体的全貌

作为一个三维生物 想象一个四维生物的样子是很困难的

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,我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、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。

四维空间与光速

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。

说章鱼是四维生物是因为它们拥有人类无法达到的视野,看得到人类以及其他生物无法看见的地方。

很多人说章鱼是四维动物,主要是由于章鱼的视觉很好,和人类的视觉有很大差异。章鱼视觉非常宽广,能够达到四维的空间,能够轻松的观察物体的长度,宽度,高度。章鱼所看到的是独特的形态,是人类难以理解的方向。

章鱼的生活习性

1、食物

肉食性,以瓣鳃类和甲壳类为食,有些种类食浮游生物。稳定的结构肌红蛋白是章鱼在深海生存的必要条件,虾青素是最强的抗氧化剂,是保证肌红蛋白结构稳定而不被氧化必要条件。

2、行为

章鱼将水吸入外套膜,呼吸后将水通过短漏斗状的体管排出体外。大部分章鱼用吸盘沿海底爬行,但受惊时会从体管喷出水流,喷射的水力强劲,从而迅速向反方向移动。遇到危险时会喷出墨汁似的物质,作为烟幕。有些种类产生的物质可麻痹进攻者的感觉器官。

3、嗜好

章鱼对各种器皿嗜好成癫,渴望藏身于空心的器皿之中。鉴于章鱼有钻器皿的嗜好,人们常常用瓦罐、瓶子一渔具捕捉章鱼。日本渔民每天早晨将各种形状的陶罐拴在长绳子上沉入海底。

过去用来形象地解释我们对高维空间的认知,认为蚂蚁认知三维空间就像我们认知四维空间一样。我们属于三维生物,而蚂蚁因此属于二维生物,从而蚂蚁就像我们人类无法感知四维空间的存在一样,蚂蚁也不能认识三维空间的。

这种比喻直至现在还大量见诸于各种杂志和科普书,在向大众阐释高维空间似乎是有点启示作用,然而实际上也给了很多误导,甚至认为蚂蚁确实是二维生物,这简直就是谬误。

再说我是二维生物,我咬人了。

简单来说蚂蚁并不能活在一张纸里,它和我们人类一样,确确实实地是生活在三维空间,体内有三维的血管等三维东西,它的每一个器官和组织也是三维的。

蚂蚁的头部放大图

同时蚂蚁也能感受到三维的存在,只不过由于自身体积的问题,它们目之所及,远比不了人类,整个世界观小的就像一张纸,就像人类一样,大航海时代之前,我们对地球是圆的就没想过。

另外,蚂蚁肯定知道我们的存在,只不过它不知道我们具体是什么,它们和其他动物一样,只知道人类是和它们不同的另一种生物。它们没有意识,并不会像我们“想”的很多,它们也无法去思考什么,更不可能用物理学和数学去认识自己生活的三维世界。

综上,蚂蚁和我们人类处于对等的空间维度,只不过人类的智慧对这样的世界有一个更加精确的描述而已。

那有没有四维的生物在俯视我们呢?

不知道,人类由于维度的限制,我们只能感知认识自己的世界,更高维度的世界我们一无所知,甚至有没有更高的空间维度都只是停留在猜测和理论假设阶段。关于那些10维度,11维度,26维度等等词组,它们更多的是在建立一些物理模型需要的数学假设罢了。

超立方体

如上图的超立方体,它是我们认为在四维世界的数学模型,而正方体正是它三维的投影,但真实的它在四维空间里长什么样,我们并不知道。

所以,对于四维有没有生物?他们在俯视我们吗?我们真的一无所知。

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