四維空間存在嗎?走上樓梯就再也下不來,你知道原理嗎

然而事情在此卻出現了很微妙的變化,從亞里士多德到牛頓,他們的理論和發現大部分是符合我們的直覺的,或者起碼我們可以從生活裡找到佐證的點點例子。

可是在相對論和量子力學這些更新穎的物理理論中,很多觀點違揹著人的直覺,甚至與我們對生活的樸素觀察相割裂。

所以如今很多物理理論顯得玄之又玄,非常人所能理解,或許也是愛因斯坦沒能憑藉著相對論獲得諾貝爾獎的原因。

就像羅傑。潘斯塔提出的潘斯塔階梯,一個永無止境的階梯,與其說是像一個物理假說,更像一個靈異故事。

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潘斯塔的秘密藏在多出的一維裡

潘斯塔階梯是一個幾何學悖論,在一個一直向上或一直向下的階梯中,你找不到最高點與最低點,也找不到階梯的盡頭,走上樓梯就再也下不來,因為這是一個首尾相銜的環形階梯。

假如世界上真的存在這麼一個階梯,那一定是最火爆的旅遊景點,踏上階梯的那一瞬間,就被從世界中隔離,在一個看似只有幾百米長,但實際上永無止境的階梯上,走一段與人生等長的路。

雖然我們希望世界上真的有潘斯塔階梯這麼奇異的東西,但可惜這終究只是種假說,現實中並不存在。可是我們從影片中去看潘斯塔階梯時,感覺這似乎是可能,包括動畫的演示都如此真實,可是為什麼現實世界中就不成立了呢?

其實,根本原因就是維度不同,影片和圖畫上都是二維世界,而現實裡卻是三維世界。

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對維度世界的劃分根據不同理論有所不同。比如我們常聽聞的四維空間就是三維空間加上時間軸,這是閔可夫斯基的四維時空,而非一般意義上的四維空間。

如果我們討論潘斯塔階梯在不同維度為什麼時而可行時而不可行,我們就要從一般意義上的維度空間來看。

幾維空間最直接的判斷就是,在空間中過一點可以做出幾條相互垂直的直線。零維空間無法做出任何一條直線,它就是單純的一個點。一維空間就是可以做出一條直線,以此類推。

我們生活在最熟悉的三維空間裡,可以直觀的看到一維與二維空間,但對於四維空間,我們卻無法直接觀測,只能憑藉著想象,來揣測四維空間的樣子。

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四維空間就是過一個點有四條相互垂直的直線,所以我們想象四維空間最常用的方式就是投影——將四維空間的立方體投影到三維空間中來。

在一個大的立方體內部畫一個小的立方體,然後將兩個立方體逐點相連。此時,大立方體的某點上有四條相互垂直的直線。

當然,我們從繪圖上只能看到有四條交叉的直線,它們並不垂直。因為這個圖形並不是真正的四維立方體,而是四維立方體在三維空間的投影,就像如今越來越逼真的VR技術,無論它怎麼追求三維的感受,但它終究是二維的圖畫產物。

或者換一種描述方式,更直白地講,在一個維度上“砍一刀”, 就會把它降低一個維度。比如在一維空間上劃一刀,就會得到一個切點,這就是零維。

在二維空間上劃一刀,我們會從一個面上得到一條線,這就是一維空間。所以,我們在四維空間上劃一刀,就會得到三維空間的立方體了。

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雖然維度這個詞在科幻小說裡愈加氾濫,層出不窮的維度武器、維度攻擊方式,但其實,維度空間更多意義上是一個數學概念,而非物理概念,它可以用來幫助解決空間問題,但並不對物理問題負責。

它是一種虛擬的工具,而非具有實體的武器。當然,或許隨著文明的發展,某一天我們真的能利用維度空間也說不定。

潘斯塔的階梯,在二維世界裡,由於維度的簡單可以實現,在四維空間裡,又由於維度的複雜也可以實現,也只有在三維世界裡,維度既不足夠複雜又不足夠簡單,使得這一設想只能成為一種假說了。

侷限於三維空間裡,我們無法用肉眼直接觀測到四維世界的產物,但幸運的是,想象力是我們突破維度限制的利器,我們可以透過種種手段側面的觀察四維空間。

最後,利用想象力將其統合起來,變成真正的四維產物,或許也可以說,我們的想象力其實也是一種維度?

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世界究竟是什麼樣子?

我們對於維度的追求,其實是我們對於未見之物的好奇——那個世界是什麼樣的?和我們有什麼不同?他們又是如何看待這個宇宙的?

我想大部分人應該如此,但是假如只是抱著如此的好奇心的話,倒不如轉過頭來好好看看這個世界,它又是什麼樣子?人類眼中的世界真的是它本身的樣子嗎?

人類有了眼睛,於是有了視覺,才看到“孤山寺北賈亭西,水面初平雲腳低。”

人類有了耳朵,於是有了聽覺,才聽到“崑山玉碎鳳凰叫,芙蓉泣露香蘭笑。”

人類有了鼻子,於是有了嗅覺,才聞到“長江繞郭知魚美,好竹連山覺筍香。”

人類有了面板,於是有了觸覺,才感到“沾衣欲溼杏花雨,吹面不寒楊柳風。”

人類每擁有一種器官,世界就有一場翻天覆地的變化,可是人類依然是有侷限的。

蝙蝠能夠靠回聲定位,人類做不到,蛇可以勘測物體的溫度,人類也做不到,狗能聞到更多的氣溫,鳥能看到更多的顏色,那麼世界究竟是什麼樣子呢?

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或許,把所有動物所感受到的世界加在一起,也無法形成這個世界百分百的樣子吧。

更發散的聯想,人類對世界的認知是殘缺不全的,那每個人對社會的認知就是全備的嗎?不同的人,不同的家境,不同的生活經歷,他對於社會的認知也必然是不同的。

網路上那麼多人相互攻擊、謾罵,那麼多觀點針鋒相對,那麼多矛盾一波未平一波又起。人與人的悲歡並不相通,或許也是因為人與人的世界截然不同。

有人從小含著蜜匙長大,自然看到的是社會繁華的一面;有人從小在泥潭中掙扎,自然看到的是社會不幸的一面。社會給每個人銘刻下的痕跡都各不相同,在每個人心裡的側寫也千奇百怪,有些人畫下的是陽光下搖曳的花,有些人畫下的就是深海里恐怖的克蘇魯。

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人們既看不到世界的真實,也看不到社會的全貌。

如今,隨著科學理論的不斷推進,尤其是那些純理論的學科,想象力越來越重要,或許,對於有些人來講,想象力已經成為了第六種感知世界的器官了,他們眼中的世界想必與我們更不相同,他們看待人與世界的關係也一定和一般人不同。

如此想來,很多領域內的頂級專家發言總是在網上被人批鬥,也許就是因為他們看待世界的角度與我們截然不同,雙方都沒理解對方真正的意思。

我想,四維空間當然是存在的,而且不止存在於物理與數學的領域內,更是已經存在於社會里,那些無法相互理解的人,不就是生活在兩個維度嗎?

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