我们在纸上画的一个图形,它的呈现方式是二维的,只存在一个平面;而我们本身所处的世界包含了长、宽、高三个方向,是三维立体的。人类对空间的理解母亲也只能上升到三维,但根据科学家的理论,整个宇宙中的空间应该会是十一维的。

正如0维、1维、2维空间的事物可以理解本身所处的和低一级的空间,却理解不了比自己更上一个等级的空间状态是什么呈现一样,我们同样可以理解0-3维空间构成,却不能想象四维空间的存在。

如果人类可以超出维度的限制进入到四维空间我们会变成什么样子?还可以自我控制或者控制低维世界吗?

维度空间

对于维度最简单的理解应该可以是这样的:零维为点、一维是线、二维是平面、三维是立体。

这就有点像是我们在数学中学到的点可以构成线、线构成面、面构成体积一样,每往上一级就能将前一个等级的构成包含在其中,而三维空间再往上就是四维,甚至还可以有五维、六维甚至十一维。

只是相对于三维的更高维空间都只能暂时存在于人类的理论中,但根据现实的物理演算来看,高维空间的存在也是合理的。

一维、二维、三维都只是存在于思维当中作为变动量来使用,而宇宙中的一切物质都应该是存在于四维时空当中的,到更高维的理解就是在空间定义和历史变化的区别上。

在19世纪,德国数学家、几何学者波恩哈德·黎曼已经对空间维度有了初步研究。他在高斯的曲面微积分研究中获取更多数学信息,并将其发扬光大,自己利用流形和微积分来理解和定义空间的本质和量度存在,后来建立了“黎曼空间”的概念,是一位非常伟大的数学家。

黎曼的很多学业研究贡献为后期爱因斯坦的广义相对论提供了很多数学参考;而在相对论中就又涉及到了四维空间的假设(四维时空),认为宇宙中四维空间真实存在。

四维空间

在理论上,相较于三维世界的长、宽、高来说,四维空间多了一个关于时间的长度,用来描述物体运动的快慢,这就有点进度条那味儿了。

但就像是二维空间的中的事物可以以自己本身的原生态形式正常存在于三维空间当中,而三维空间的事物却不能以平面的形式出现在二维空间一样,我们无法想象四维空间是什么样子,其又该是什么样的存在方式。

总的来说,一维空间我们可以将其理解成一条直线,相对于二维空间的平面来说,它是被分散或者压缩的存在,而二维的平面对于三维的立体事物来说也是一样的。

那么立体的三维空间对于四维来说,是不是也能被看作是其分散的存在方式?我们共同构成了一个大的四维事物?

同时,二维是一维长度或者量的突破,三维是二维空间的突破。以此类推,那么四维是不是就是三维时间的突破?所以在四维空间当中,我们将可以不再受到时间的限制,没有过去、现在和未来之分,所有事情都是保持不变的,甚至可以随意翻阅任意时空。

这样描述起来又有点像是空间之间放大和缩小的一个投影,二维包含着一维、三维映射着二维、四维投影了三维。说实话,这解释起来有点绕,也让人难以想象。

空间跨越

空间之间存在的差异和距离,基本决定了事物不可能实现上级向下级的跨越。就像是从前的韩国影视作品《W-两个世界》一样,三维的女主可能会来到二维男主的世界。

按照物理学的概念,这样的设定应该是不合理的,因为二维的男主可以存在于三维的世界,但身为三维生物的女主角却无法将自己压缩或者展开成一个平面构成,也就是“纸片人”。

所以大胆设想一下,片中原设定是漫画可以通过画笔改动情节,那么会不会有可能是谁用画笔重新画了一个圆满的故事经过,给了观众和主角一个结局?当然这只是一个玄幻设定,倒也不用那么较真。

那么同样的,人类在三维世界中可以借助工具改变甚至创造一个二维空间构架,不管是文字形式的还是绘图方式,这都能存在于二维空间中。而在精神层面上,空间没有被限定的范畴,天马行空任意想象,又成了无限维度的。

如果在大脑中进行某种事物构思、并将其在平面中表示出来,是不是就相当于实现了维度空间“跨越”?而相对于四维空间,如果它和三维空间重叠,人类是不是正置身其中?我们对于四维空间的事物来说又是什么样的存在?

维度关系

我们常常认为,一维和二维是可以依靠三维的事物来改变和创造的,爱因斯坦的相对论观点也表示高维度空间可以掌控低维度世界。

这里就又引出一个问题:人类世界是由高纬度生物创造的吗?

我们可以随意构造一个二维世界,小说、漫画、游戏等,都在人类的掌握之中,那么是不是比人类空间还高维度存在的生物也可以改变和创造我们?就像是神话故事中神仙创造世界一样,三维空间真的可以存在造物主?

正如前文所说,四维是三维世界中时间的突破,我们将不再受时间的限制,所有事物都可以同步存在,甚至说我们可以掌握时间,随意翻阅这个世界会经历的一切。

这有点像是相对论中的平行时空,就像在《星际穿越》中男主角在五维空间从宇宙中众多的平行三维世界里,选出了一个世界存在。

四维时空是个什么样子的存在,我们暂时还无法现象,只是如果指的就是三维空间突破了时间的限制,那么关于“存在”就真的值得让人深思。