前言
第一次尝试写科学类的文章,感觉像写大学论文。这篇文章属于个人对多维空间的认知心得,阅读本文的前提是四维及四维以上的空间是存在的,本文不去证明它们是否存在。至于有没有科学家物理学家们能看到并认同,那都是后话了。
世界上关于四维空间甚至更高维度的认知,都是建立在推论与想象的基础之上,没有绝对真实的实验论证,本文也是作者的推论思考,写的深度比较浅。部分认知有别于已知四维空间的观点,也给四维空间吧注入一点新鲜血液,欢迎喜欢四维空间的朋友一起探讨吐槽。
一、低维度与高维度的关系
世界有多个维度,其实要弄清楚它由什么组成,就要思考最小的组成单位——零维空间。如果一直强迫自己直接认识四维空间和超立方体,那也仅仅只是知道“有这么回事”而已。对于它的本质以及与其他维度的关系,是无法识别清楚的。介绍下我们所在的真实可见,完全被认可的空间,那就是——三维空间。我们置身于地球上,将来可能在火星,综合来说,我们置身在星球上,那么星球也是在三维空间。星球在太阳系、银河系、宇宙中,所以宇宙也是在三维空间。(宇宙的维度其实还有待考证,本文暂看作三维空间)。
我们知道,零维空间就是一个点,一维空间是一条线,二维空间是一个面,三维空间是一个体,四维空间本文用“位”来表示,第四维长度计量名称本文用“厚”表示,五维空间本文用“标”表示。那么六维及以上等维度是一个什么,自有它们本身的计量名称,本文只讨论到五维空间。
零维空间看做一个点,本文称之为“零点”。如果选定一个零点,这里起名为“金”,且“金”可以按照意愿自由移动的话,那么“金”可以存在于任何维度,比如所有一维空间的任意一条线上,所有二维空间的任意一个面上,所有三维空间的任意一个体上,所有四维空间的任意一个位上,以及所有五维空间任意一个标上。
如果在一维空间选定一条直线,这里起名为“木”,且“木”可以按照意愿自由移动的话,“木”能存在于所有二维空间的任意一个面上,所有三维空间的任意一个体上,所有四维空间任意一个位上,以及所有五维空间任意一个标上。
如果在二维空间选定一个面,这里起名为“水”,且“水”可以按照意愿自由移动的话,“水”能存在于所有三维空间任意一个体上,所有四维空间任意一个位上,以及所有五维空间任意一个标上。
如果在三维空间选定一个体,这里起名为“火”,且“火”可以按照意愿自由移动的话,那么“火”能存在于所有四维空间任意一个位上,以及所有五维空间任意一个标上。
如果在四维空间选定一个位,这里起名为“土”,且“土”可以按照意愿自由移动的话,那么“土”能存在于所有五维空间任意一个标上。
这就是点动成线,线动成面,面动成体,体动成位,位动成标。因此,低维度的结构能自由移动的话,它可以存在于任何一个高于它维度的任意一个位置上。当然也包括所有等于它的维度,那么这种情况便是:叠加重合。当它不可移动时,它依然存在于所有高维度的某个位置上,接下来的内容会做详细说明。
要理解叠加重合其实很简单,这里举一个一维至三维空间的例子。上述选定的一维空间直线“木”,在二维三维空间里,拥有无数个与它一样的一维空间直线。它们之间或相交,或平行,或既不相交也不平行,当“木”可以自由移动时,它就能叠加重合任意一条直线。
实际上维度空间是不可移动的,如果维度空间可以移动,我们就可以在这个世界上的其它所有空间自由游走了。比如平行宇宙、灵体世界、桃花仙境……这里让你做简单的移动想象,便于更好的理解低维度与高维度之间的关系。
二、人和宇宙实际存在于更高的维度
清楚了维度之间的关系,那么这个关系背后是什么结论呢?首先,还原真实世界的样子:“金”、“木”、“水”、“火”、“土”五个选定维度不可移动。现规定它们从属关系,“金”这个点在“木”这条线上,“木”这条线在“水”这个面上,“水”这个面在“火”这个体上,“火”这个体在“土”这个位上,“土”这个位在某个选定五维空间的一个标上。这种规定是完全合理的,因为它们都是按照我的意愿选定,低维空间存在于高维空间之中,且唯一。于是乎,最关键的结论来了:接下来使用代数,人和宇宙所在的空间,我把它用“火”这个三维空间来代替。
往小方向看,“金”、“木”和“水”是按照我的意愿选的,只要满足它是唯一的存在条件就可以。现在将它们实体化,“水”是我桌上一张白纸所在的平面,“木”是我在纸上画的唯一一条线段所在的直线,“金”是我在这条线段上取的唯一一个点。
那么,我可以清楚的看到并且认知到,“金”、“木”和“水”这三个唯一选定的零维空间、一维空间和二维空间就呈现在我们面前了,它们在我所在的“火”这个宇宙三维空间中,它们是被我们包含的关系。
往大方向看的话就期待了……我选定了我们就是“火”宇宙三维空间,也清清楚楚的把我们自己的宇宙实体化,呈现在了自己眼前。但不得不承认,根据已知条件“火”这个体在“土”这个位上,得出结论:我们存在于“土”这个四维空间的一个位上,存在于某个特定的五维空间任意一个X(结构词)上,也同时存在于某个特定的更高的 n 维空间中……因为我们也是同样被它们包含的关系。
三、维度空间中的标准模型
正方形模型:
在一个唯一的二维空间中,它包含无数个一维空间也就是无数条线,其中假定这个二维空间有边缘有形状,缩小为正方形模型,它的边缘就是由四个一维空间即缩小的四条线段组成,在这四条线段里,每一条线段与其他三条线段的关系是:与其中一个平行,与其他两个垂直相交于一个点。
立方体模型:
在一个唯一的三维空间中,它包含无数个二维空间也就是无数个面,其中假定这个三维空间有边缘有形状,缩小为立方体模型,它的边缘就是由六个二维空间即缩小的六个正方形组成,在这六个正方形里,每一个正方形与其他五个正方形的关系是:与其中一个平行,与其他四个垂直相交于一条边。
超立方体模型:
在一个唯一的四维空间中,它包含无数个三维空间也就是无数个体,其中假定这个四维空间有边缘有形状,缩小为超立方体模型,它的边缘就是由八个三维空间即缩小的八个立方体组成。在这八个立方体里,每一个立方体与其他七个立方体的关系是:与其中一个平行,与其他六个垂直相交于一个面。
再来看我们与四维空间的关系:和所有维度空间一样,我们不可以实现空间移动,所以我们自己是不知道其它宇宙三维空间存在。而在四维空间“土”中,假定这个四维空间有边缘有形状,缩小为超立方体模型,可以清楚的看到边缘的八个宇宙三维空间,甚至轻松想象出其他无数个宇宙三维空间的所有位置,我们的“火”宇宙三维空间仅仅是其中一个。
就如同我们从二维空间想象一下一维空间:假定这个二维空间有边缘有形状,缩小为正方形模型。即使是一个有真实单位,边长为一米的正方形,包含的一维空间的线段数量在这个立方体内部加起来都是无穷多的。它们可以在正方形中按照从上往下,从左往右,从角往角,从边往边,从角往边,从边往角排列。
四、能进入任意高维度的折线段与人的意识
除了零维空间以外,其他空间都是无限大,而并非是一条线段,一个正方形,一个正方体等,而是它们所在的线、面、体等,且这些结构无限延伸无限大。下面我只用一条折线段穿过任意维空间演示给大家看。
做一条垂直于零维空间的线段,实际上任意一条过这个点的线段都可以看做垂直于它,想象它就是一条线段一条边,通过这条线段可以确定一条直线,这样就从零维空间进入了一维空间。
把这条线段,向垂直于它的方向变成“一段折线”,想象它是正方形的长宽两条边,通过这条折线段能确定一个面,这样就从一维空间进入了二维空间。
把这条“一段折线”向垂直于这个面的方向变成“两段折线”,想象它是正方体的长宽高三条边(三条边要是两段折线形状),通过这条折线段能确定一个体,这样就从二维空间进入了三维空间。
把这条“两段折线”向垂直于这个体的方向变成“三段折线”,想象它是那个超立方体的长宽高厚的四条边(在四维空间中四条边要是三段折线形状),通过这条折线段能延伸出一个位,这样就从三维空间进入了四维空间。
至于一条直线怎么垂直一个立方体,往哪个方向延伸?你要知道的是,这条直线的确可以存在,它的延伸方向,本文称为“虚位”,你在三维空间也就是现实世界中是完全看不见的,就像二维空间无法看见三维空间高度所在的那条直线一样。
实际上,这条折线段折了 n 次(每次折的方向垂直于它原来的维度),就延伸到 n+1 维空间。所以这条折线段按照上述演示方法,最终可以进入到任意维度空间。
因此,在此可能推论出一个新的观点:四维空间乃至更高维度轴的计量算法,只和一维空间这条线段这条边的计量单位一样,它就是——长度。好比二维空间的长宽,三维空间的长宽高,它们都表示长度,四维空间的长宽高厚,五维空间多一个计量名称,但是它只是换了个单位,它表示的还是长度,不可能是时间、速度等非长度计量单位。
现在回想下前面的内容,实际上我们在想象金木水火土的位置和折线段的时候,就已经进入过了四维空间,所以:人的意识没有局限性,本身就是可以存在于多个维度中的。目前人类要想进入四维空间或者更高维度空间,只能通过自己的意识去进入。但是遗憾的是,你对三维世界的认知有绝对肯定,对四维、高维度空间的认知否定或无法认知,可以从根本上彻底局限了你的意识。
五、四维空间对三维空间的全透视性
我们知道,纸的平面是一个二维空间,宇宙这个体是三维空间,人就属于三维生物。取一张白纸,我要在上面画画。那么这个画的内容大致可分为这几种:一个或多个点,一条或多条直线,封闭或不完全封闭的图形——比如一个正方形和一条折线段,填充、不填充或不完全填充的图形——比如一个涂满色彩的正方形,一个空心正方形和一个只涂一半颜色的正方形。当然,这个折线段和正方形可以是其他曲线和不规则图形。
可以看出,无论这张白纸上画的是什么,它每一个细节我们都可以看得清清楚楚。假设蚂蚁是二维生物,没有高度概念。它走到我们画的正方形边长处,它看不到一个正方形,只能看到一条线段。它走到我们画的正方形角落处,只能看到一段折线段。而且它不越过正方形边长进入内部的话,它无法看到正方形中间有填充图案。
再反过来看我们三维世界的“画”。这个“画”的实质并不是平面图,而是一个真实的、不透明三维立方体。无论从哪一个角度,我们都是无法同时看清它外面的六个正方形,最多同时看到三个。内部则是完全看不见。按照这种现象不难发现,四维生物可以看清楚三维空间的“画”。它们可以同时看清楚这个立方体的六个外面,还包括里面。
通过上面的内容,得到一个非常重要的推论:高维度生物可以看到低维度的所有物体细节,但是在自己维度中,只能看到与自己相同维度的物体一部分边缘,无法看到不透明的物体内部。比如蚂蚁在正方形外只能看到一条线或一条折线段,人只能看到立方体外部的一个到三个面,四维生物在看超立方体时,只能同时看到一个到四个立方体。换言之,我们,三维生物是二维空间的透视。 四维生物相对于我们而言,它们观察三维空间,是全透视。
六、用意识,想象力让自己模拟四维生物
要想充分理解四维空间,就要学会降维思考,本文有相当多的推论都是降维思考的结果。所谓降维思考,就是多从自己的三维空间去观察零维空间、一维空间和二维空间。现在开始我要建立让自己变成四维生物的模型,来观察地球上所有人类的活动。同理,观察宇宙也可以,只是没必要也很难去想象一些宇宙的零碎活动。选择地球,因为大部分人都知道人类生活的方式。
二维空间到三维空间,多了一个垂直的维度。三维空间到四维空间,也多了一个垂直的维度。现在我是三维生物,当我用想象力把我所在的空间(地球)变成二维空间时,我就变成比他们多一个维度的生物了,这样一来,再把地球当作三维空间来看,我就成了四维生物。具体想象方法如下。
首先,想象力必须跳出科学,这里例证仅仅把地球当作三维空间,只考虑地表,不考虑地球内部。然后想象我们所站立的大地是就平的,那么地球的大地、海洋、所有都是平的,而不是圆的。接着把地球三维空间的维度抽离一个,想象自己飞的足够高,直到地球上所有有高度的东西和你自己在的高度比起来,它们的高度都可以变得无穷小,接近于零,但它们还是平的。
现在,我就是四维空间的生物了。 人、车、动植物等小的物体都变成了点,房子是一个个填充的多边形或曲面图形,河流和道路成为了曲线,山脉海洋成为不规则填充图形。没错,它们变成了不安静的世界地图。这时候我能作为三维生物透视这个二维地图的所有东西,但这不是真正的透视,还差一步。
这一步就是想象我真的有了透视眼。我任意选择地图上的一个区域,比如湖南省邵阳市莲花广场,那么这个区域可以瞬间放大成三维世界,我可以看到并透视莲花广场的全部面貌。莲花广场有文化中心建筑,有博物馆,有名人雕塑,有地下停车场,还有不少游客在那里拍照,博物馆里面人山人海,其中有一大家子在馆前拍全家福,他们之中有个年轻美女手上抱了个胖娃娃,胖娃娃含了个奶嘴之后就不哭了。华丽的地板之下有复杂的电线水管,几只老鼠在旁边挖洞,偷来的东西一个个往洞里塞……
我再选择莲花广场中的一个男游客,这个游客就被瞬间放大,我可以看到并透视他的身体内部结构。他看起来40多岁,十分阳光健康,但头骨附近有血块,牙齿掉了两颗,小腿骨有弯曲,曾经断过腿。眼球壁很薄,可见他是近视。一身肌肉相当发达,是个经常运动的人。他体内细胞十分活跃,红细胞、白细胞、血小板也充满活力,比例基本正常……
如果你跟着我的想象到了这一步,那么你就已经体验过当四维生物的感觉了。对于我们而言,他们可以无时无刻地观察我们,而且移动速度非常快。
七、零维空间构成世界空间和万物
接下来探讨零维空间的实质。《易经》有云,所谓无极生太极,太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦,八卦生万物。意思是混沌变浑沌,无序变有序。简单来说就是无中生有,一生二,二生四,四生八,八生十六生所有。这是道本身,是宇宙法则,充分理解了这句话就能理解接下来的推论。
那么零维空间零点到底多大?根据无极生太极,零,无,不存在,就属于世上的无极。假如世界上只有一个零维空间一个零点,那么它就是零,是空,是绝对静,是消失,是不存在。用科学的话来说:零维空间是一个质量体积无限趋近于0的点。真实情况是,世界上不可能只有一个零维空间零点。那么根据万有引力定律,两个零点之间,它们会产生作用力,即引力与斥力,作用力的影响下会使它们各自有了能量,甚至还可见。但是前提是,互相依存。
这样一来,单个的零点就变成了太极本身。是存在的。两个零点在作用力之下会相互影响,并且缺一不可。于是两个零点就是太极生两仪,一生二。根据万有引力定律,两个物体间既有引力又有斥力推论,两个最近的零维空间不紧挨,而是有一定间隙,这个间隙虽无穷小,但是不等于零。既然有了两个零点相互依存留有间隙,它们两个就已经是在一维空间了,它们两点确定的这条直线就是所在的一维空间,它们是这个空间里相邻的两点。
零维空间组成一维空间,只需要改变排列方式,在万有引力作用下,无数个零点按照前后两个的方向排列,便可组成一条直线,即一维空间。
零维空间组成二维空间,只需要改变排列方式。在万有引力作用下,无数个零点都按照前后左的四个方向排列,便可组成一个平面,即二维空间。
零维空间组成三维空间,只需要改变排列方式。在万有引力作用下,无数个零点都按照前后左右上下六个方向排列,便可组成一个立体,即三维空间。
零维空间组成四维空间,只需要改变排列方式。在万有引力作用下,无数个零点都按照前后左右上下里外(四维空间第四维度的方向,本文暂称为“里,外”)八个方向排列,便可组成一个位,即四维空间。
零维空间组成 n ( n 为维度线数量,且每一条维度线必须垂直其他每条维度线)维空间,只需要改变排列方式。在万有引力作用下,无数个零点都按照 2n 个方向,每个维度方向垂直其他所有维度方向排列,便可组成一个 n 维空间。
我们再来探讨实际存在于所有维度空间内的“物”。既然一切由太极零点而生,那么零点除了组成其他维度空间外,同样它也是“生万物,万物生”。
在这里简单概括一下:科学目前发现世界上构成物质的基本单元是——夸克,假定夸克就是世界已知最小单位。那么根据本文的推论,在万有引力定律的作用下,零点本身为零,两零点之间的引力斥力不为零,因此两个零点可以构成假定的世界已知最小单位——夸克。于是得出结论:两个零点组成夸克,夸克组成质子、中子和电子,质子和中子组成原子核,原子核和电子组成分子,原子和分子再生万物。归根结底,零维空间零点就是世界的根本。
“物”分为物质和反物质。物质和反物质的形态及结构组成完全没有维度空间这么有规律。它们本身的外在和内在特征几乎是千奇百怪,毫无规律可言的。就算是一模一样的东西,内在的原子分子排列方式也是有所差别。因此一个有形状有轮廓且可见的物质,和一个不可见但是真实存在的反物质,它们的组成也是在万有引力作用下,由零点按照更加复杂的排列方式组成,甚至是按照不规律的排列方式在万有引力作用下组成一个有规律的“物”。