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“四维空间”被德国数学家证明真实存在?它到底是什么样子呢?

人类的大脑是世界上最精密的仪器,虽然人类目前已经发展出核科技,但对于大脑的研究还停留在浅显的认知阶段,人们根本不知道大脑是怎么思考的,大脑又是怎么存储记忆的,或许要想弄懂大脑到底是怎么组成的,人类还要走很长的路。大脑可以带给人想象力,而想象力就能带来创造力,人类的进步也是基于此。

人类靠着丰富的想象力,不断思考着各种问题,“四维空间”就是其中之一。大家都知道四维空间的理论是爱因斯坦的相对论作出的,但爱因斯坦相对论的又是因何而来,恐怕就很少有人知道了。其实,相对论来自于一个德国数学家的猜想,这个德国数学家就是大名鼎鼎的黎曼。

黎曼和四维空间

四维空间的提出,是基于人类对世界的探索。自从人类诞生以来,人类就在不断的寻找世界的真相,世界到底是什么样子的?这个问题一直困扰着人类。如今,人类站在无数的巨人肩膀上,已经对世界有了一些浅薄的认识,因此各种猜想就不断被科学家提出。四维空间的猜想也应运而生。

虽然说四维空间属于空间范畴,应该被归类到物理学领域,但是提出四维空间概念并证实这个概念的人确是一个天才数学家,他就是黎曼。黎曼的名字我想大家并不陌生,困扰着数学界的世界难题——黎曼猜想,就是他提出的。不过我们今天讨论的却是他对物理学领域的贡献,即证明了四维空间的存在。

黎曼为了证明四维空间,重新定义了一套几何系统,我们称之为黎曼几何在我们的世界中,我们常常会用简单的长宽高三个维度去衡量一个几何物品,但黎曼认为,数学不应该局限于三个维度,因为没有人规定世界只有三个维度。

黎曼认为世界不是一个长宽高的世界,而是一个球体,这些在球体当中被我们定义出来的直线,并不是直线,而是围绕着球体的曲线,这条线不是无限长,最多只能和球体的周长一样长。

黎曼提出的思想,其实就是四维空间的思想,但是在当时,黎曼提出这个想法的时候,很多人并不认同,直到后来爱因斯坦在黎曼几何的思想影响下,提出了著名的广义相对论。

爱因斯坦认为,人们生活的空间不是平的,而是一个巨大的曲面,因此具有巨大重量的重物,能够凭借着自身的引力,把宇宙的空间压缩凹陷下去。

就像我们把球放到扯开的一块布上,球会把布的中心压得凹陷一样。而这种想法刚好和现实世界存在的现象想吻合,例如地球外的陨石,由于本身有着初速度,因此在接近地球后会绕着地球轨道不断做围绕运动,最后才会掉到地球上。

四维空间的模样

既然四维空间存在的话,那么四维空间到底是什么模样的呢?关于这个问题,其实很难有确切的语言来描述,因为人类本身处在三维空间,只能感受到长宽高这三个维度,我们没有额外的器官来感受四维空间,因此,人类天然的就无法想象出四维空间是什么样子。而对于一个想都想不出来的东西,当然没有语言去描绘了。

不过,这并不意味着我们对于四维空间的求知就到此结束了,因为我们还有另一种手段,那就是类比。从三维到四维既然难以想象出来,那么从二维和三维的关系中来推出四维空间不就行了。

说道二维空间,大家都见过,一幅画,一张图片,就是二维,二维空间就是由点线面组成的空间。

设想一下,假如二维空间存在生物,他们的食物也应该是一维的点或者二维的线段,我们作为三维世界的生物,不仅能够看到他们进食的过程,甚至能看到二维生物肚子里的食物。

按照这样的思维来类比,我们大概就能推算出四维空间和三维空间有什么样的相似关系了。首先,四维空间比三维空间维度更高,应该同三维到二维一样,对于人类的任何一个部位都非常了解,甚至可以看透我们的身体。

进入四维空间会怎么样

虽然人类想象不到四维空间的样子,但人们能够推断出,进入四维空间之后,人类的下场。这个结论我就先放到这里,人类进入四维空间一定会立刻死去。下面我们来说说原因。

首先,元素异常会杀死你。科学家认为,不同维度世界,他们的元素组成结构也是不同的。众所周知,人类按照微观构成来看,只不过是一个个原子的特殊结合,我们的身体之所以存在,就是因为这些原子结合之后具有一定的稳定性。

而如果我们去到四维空间,那么这些原子的稳定性将会被改变,原子一旦变成其他结构,我们人体就会瞬间消失不见,原本组成身体的原子,就会跑过去组成其他物质了。

其次,结构空缺会杀死你。想象一下,在一张图片中,有一只威风凛凛的老虎,如果我们把这只老虎从二维空间拿到三维空间,这张老虎一定会瞬间崩溃,因为它只有一个外表,没有心脏,没有血液等三维生物的必要生存结构。

同理,如果生存在三维世界的人类去到了四维空间,由于缺少了四维空间结构,我们也会立刻死亡,至于死亡之后变成什么样,没有人知道。

结语

人类要想知道的东西太多了,但人类的科技水平还很低下,就连对宇宙的探索都只能维持在有限的空间里,所以现在来讨论四维空间还为时尚早。不过我们要对未来充满信心,人类总会创造奇迹。

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