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让科学家晕头转向的四维空间

什么是四维空间,各国科学家一直没有统一的定论。正是因为科学家们没有统一的看法,于是在社会上出现了五花八门的四维空间的解释,鱼龙混杂,怎么说的都有。

四维空间的出现在一个意想不到的地方受到热捧。上世纪,西方艺术家们受四维空间的启迪,竭力要创造四维艺术。最具代表是艺术爱好着熟知的立体派和超现实主义。著名画家毕加索、达利等人都借着四维概念的启迪,开创了从未有过的新画派。但是无论他们的艺术怎样努力,毕竟表现的手段要么是绘画,要么是雕塑,原则上超不过二维平面和三维立体。观众还是找不到四维的感觉,最多也只是三维立体。

在上个世纪80年代四维空间还获得了一个意想不到的收获,韩国基督教神父趙鏞基宣称,上帝告诉他,人的精神是第四空间。创造世界秩序和美的是第四空间。他著书《第四空间》,让本来就很纷杂的第四空间更加丰富和滑稽起来。

四维概念也许在宗教界激发了趙鏞基,在艺术界激发了毕加索的灵感,但是四维空间依然没有找到表现自己的手段。面对四维空间的尴尬,牛津大学数学教授马·索妥易Marcus Du Sautoy干脆说,四维空间在你的大脑里,也就是说,四维是依赖人的想象。

由于是想象问题,数学家和物理学家的问题悄悄地转变成了心理学问题。换句话说,研究人员担忧的其实不是四维空间的存在问题,而更担心大众对四维理解的局限性。这听起来多多少少好像是是大众理解不了四维,这难道不是对大众智力的一种侮辱?

但无论怎么四维空间有什么样的解释,都对现实生活不造成任何影响。其实四维空间的混乱似乎对科学研究也没有影响。这仿佛在说,四维空间对人类本来就没有什么意义。

对老百姓有意义的仅仅局限在三维空间。即使对物理没有什么常识,一般人也可以从3D电影中体会到什么是三维空间。三维空间在一般人的眼里是实实在在的东西,这和四维空间的模糊形成了鲜明的对照。

要说明白四维空间,首先要证明四维空间的存在。现有的四维空间理论对四维空间的存在解释并不成功,现有的解释更像是三维的叠加,三维的移动,三维的变形,总之是三维的变异,而不是增加任何新的空间概念。

数学家也好,物理学家也好,无论他们如何解释四维,借助的手段都是三维。这就是四维的最大短板,四维无法表示自己,四维空间而只能借助三维空间来表现自己。看那些解释四维的动图,其实就是在看3D电影,于是让人感觉到,明明是3D,为什么却说是四维呢?也有数学家用数学公式来解释四维空间,但抽象的数学公式只是数字,还无法证明物理世界的四维的存在。

在涉及四维空间的理论中,我们当然不能忘了爱因斯坦的理论。在爱因斯坦的世界里,四维来了一个华丽转身,作为时间进入了维度领域。由于时间被引入空间维度的世界,整个游戏规则从根本上就不再是一回事,或者说,和过去的维度空间没有了关系。

我们称之为的时间,可以说是一年的365天,是地球围绕太阳转。在这个意义上,时间和地球在宇宙中运行的距离捆绑在了一起。爱因斯坦的时空概念和过去的人都不在一样。当大多数人在纸上竭力描绘着四维空间的时候,爱因斯坦却跟着光速飞跑起来。爱因斯坦似乎根本不在乎第一、第二和第三维度。和爱因斯坦相比,玩第一二三维度的人好比玩积木游戏。他的第四维度的时空概念和其他三个维度已经完全脱节。

如果说爱因斯坦犯了一个错,那么这个错就是,他不该称自己的时空观为第四维度。第四维空间已经把大众折磨得很难受了,大家听到第四维度就已经是眼前一片黑暗,现在又加上了时间,这岂不是更乱!难道人类就没有更好的语言了吗?为什么大家都围绕着第四维度纠缠不休。

从希腊人欧几里得提出维度至今已有2千多年的历史。维度这个概念的出现,给人类带来了不少乐趣,也带了不少麻烦。维度对很多人来说,其实就是一个优雅的智力游戏。对这个捉摸不定的维度,虽然虚虚实实,即使一直没有得到一个肯定的定义,但第四维度的概念却给了人类无尽的想象。这也就是四维到目前给人类的主要贡献。

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