深度長文:從四維一直到十維,我們會遇到怎樣的世界?

關於四維的定義,很多人會想到四維空間,也就是在我們三維空間的基礎上,再增加一個空間維度。這種對四維空間的定義,基本上都是以數學概念對維度的定義爲基礎,只能抽象去理解,簡單來講,就是在通過一個點,由四條互相垂直的直線組成的空間,就是四維空間。

我們都知道,通過一個點,最多隻有三條互相垂直的直線,第四條直線在哪裡呢?我們很難找到。

當然,還有其他方式來定義理解四維空間,比如說類比法,投影法等,但都沒有具體解釋四維空間到底是一個什麼存在方式。

其實,如果真的存在數學概念定義的四維空間,大概率人類永遠都無法理解四維空間到底什麼樣,因爲即便是一個維度的差異,帶來的認知也是難以逾越的鴻溝,高維空間對低維空間絕對是“降維打擊”。

舉個簡單的例子,螞蟻雖然是三維生物,卻可以近似看做是二維的,因爲螞蟻只能感知到前後左右這幾個方向,完全沒有上下的概念。這就意味着,如果螞蟻面前有一個蘋果,我們把蘋果拿走,螞蟻會認爲蘋果會憑空消失。而站在四維空間的角度,如果一個四維生物把我們面前的蘋果拿走,我們也會認爲蘋果憑空消失了,“見鬼”了,會認爲那是一個超自然現象。

不過,還有一種方式來理解四維甚至多維,這就是愛因斯坦的時空觀,認爲時間就是第四個維度,而且時間這個維度是可以變動的,衍生出來六維甚至更高的維度。

看到這裡,肯定會有人質疑:時間怎麼可能是一個維度?即便時間是維度,也是所謂的“四維時空”,與我們平時所講的“四維空間”完全不同。

但是你有沒有想過這個問題:所謂的“四維空間”中的第四個維度到底是什麼,到底在哪裡?別說我們理解第四個空間維度了,我們甚至都無法定義。

言外之意,其實我們對第四個維度一無所知,我們所有的認知都只是“想象”,嚴格來講,我們連想象都想象不出來。既然這樣,我們又憑什麼肯定“第四個維度就不能是時間維度呢?”

理論上講,第四個維度不僅可能是時間維度,還可能是意識,密度等維度。也就是說,第四個維度或者更高的維度完全有可能“不按套路出牌”,顛覆我們的慣性思維。

爲什麼我要強調時間可能是第四維度呢?是有科學依據的。如果你堅持反對時間是第四維度,看到這裡就可以結束了,以下沒有必要看了。如果你認爲時間有可能是第四維度,那麼我們就繼續。

愛因斯坦的相對論表明,我們生活在四維時空,最關鍵的是,時間和空間是有機的整體,兩者是不可分割的,說白了,時間和空間就是一個東西的兩個表現形式而已,就像物體可以表現爲質量,也可以表現爲能量,兩者本質上是一回事。

也就是說,任何把時間和空間分割開討論的行爲都是沒有意義的。這就表明,平時我們所講的四維空間其實是沒有意義的,因爲空間不可能脫離時間單獨存在。即便存在四維空間,那也必須加上時間,變成五維時空!

如此一來,時間就更可能作爲一個維度,而且這個維度還比較特別,可以延伸出更高的維度。下面來具體講述一下到底怎麼回事。

我們都生活在四維時空,這是毫無疑問的。對於我們來講,時間只有一個方向,那就是永遠向前,時間這個維度的單向性與空間三個維度的雙向性有明顯區別。

不過,對於生活在五維時空的物種來講,他們的時間維度是可以變動的,是雙向的。五維生物甚至可以把雙向時間線上的開端與終點柔和在一起,言外之意,他們可以瞬間從出生跨越到死亡。

具體來講,假設你是五維生物,你完全可以直接跳躍到自己填報高考志願之前,改變自己的高考志願,比如說把原來的志願“教師”改爲“美術”,那麼你之後的人生也會發生徹底改變,甚至有機會成爲梵高那樣的大畫家。

六維生物就更不可思議了,他們的人生需要詭異的量子力學才能理解。量子力學中有一個核心思想:波函數,意思是說微觀粒子只能以概率波的形式呈現出來,可以同時出現在兩個不同的地方,甚至是任何不可思議的地方。

打個比方,此刻的你正坐在沙發上悠閒地讀這篇科普文,但概率上講,你也有可能同時在月球上,甚至其他任何地方,只不過在其他地方的概率非常低罷了。

也就是說,在六維世界裡,下一時刻擁有無限多的可能性,進而產生無限多的世界線。而六維生物可以從一條世界線瞬間切換到其他世界線。

還拿高考填寫志願舉例說明,上面講了,五維生物可以穿越到過去的某個時刻改寫高考志願,但是六維生物甚至不用更改高考志願,可以從“老師”這條世界線直接切換到“美術家”那條世界線。

不管是五維生物還是六維生物,他們在人類眼裡很厲害,簡直就是“神”一般的存在。但是他們經歷的任何世界線都來自於同一世界,都要遵循同一個宇宙下的物理法則,比如說,光速限制,普朗克常量限制等。

而更高的七維度裡,七維生物完全可以突破那種限制,因爲對於七維生物來講,六維世界裡無限多的世界線都會濃縮爲一點,而在七維生物眼裡,會有無數個那樣的點,而每個點都代表着某個宇宙所擁有的無限多個世界線,也就是無限多的可能性。

比如說,在某個宇宙裡,有光速限制。而在另一個宇宙裡,不但沒有光速限制,任何物體都必須以超光速飛行。七維生物可以在這些宇宙裡來回切換。

而更高的八維,九維就更難理解了,甚至用語言都無法具體描述出來。最高的十維度突然又變簡單了,因爲十維度就是所有宇宙,所有世界線,所有可能性,所有的所有都濃縮成的一個點!似乎一下子又回到了零維,因爲零維在數學概念裡就是一個點!從零維到十維似乎經歷了一個輪迴,巧合還是必然?

當然,以上只是我基於“時間也是一個維度”進行的猜測,更多的是猜想,並沒有切實的證據來支撐,所以大可不必太較真。

不過,我的猜想也並不是胡思亂想,是以我們所在的四維時空爲基礎進行猜想的,把四維時空作爲一個點,然後把這個點拉長變成一條線,再到一個面,一個體,這樣逐漸展開的,與零維到三維空間的展開有些類似。

而如果真的存在這樣的多維世界,那麼在我們眼裡非常詭異,難以理解的一些東西,就很容易理解了。

比如說量子力學體系下的波函數坍縮,“上帝擲骰子”,量子糾纏,量子漲落,量子隧穿效應,還有著名的電子雙縫干涉等,其實都可以用多維世界的思想去詮釋。

我們都知道量子力學的本質是“隨機”,這種隨機是“正隨機”,而我們平時所講的任何隨機事件其實都是“僞隨機”,只有量子世界的隨機是“正隨機”。

爲何量子世界是隨機的呢?那裡的隨機很可能只是高維空間中的“隱變量”導致的,也就是愛因斯坦眼裡所謂的“隱變量”,只是這種“隱變量”需要突破維度的限制才能找到,在我們的四維世界,無論如何都很難找到。

而更前沿的理論,弦理論也認爲我們的世界不僅僅有四個維度。當然弦理論在發展過程中引申出了很多分支,比如說M理論,超弦理論等,但無論哪個分支,都是以高維度爲基礎的。

雖然弦理論非常深奧,涉及複雜的數學公式,而且感覺晦澀難懂,也沒有充足的實驗證據加以驗證,但是很多科學家仍舊對弦理論情有獨鍾。爲什麼?

因爲如果弦理論真的成立的話,很多在現實世界裡難以解釋的物理現象,利用弦理論的高維空間思想,輕而易舉就詮釋了。

打個比方,在我們的四維世界裡的高等數學,如果放在高維度世界裡,就相當於1+1=2那麼簡單,那麼容易理解!

而科學家們一直堅信:大自然從來都不應該是複雜的,簡潔纔是最優美的!

完!