眼睛看到的一切就是真的吗?这句话可能在地球上是对的,但放在宇宙里就不对。比如太阳光到达地球上得经历大约8分钟,我们直视太阳,看到的不是实时的太阳,而是8分钟以前的太阳,它与我们无论如何都存在8分钟的“时间差”。
我们与太阳有8分钟的时间差
因此,传回来的图像、天文望远镜拍摄的照片等,它们只是宇宙曾经的某一时刻,却不是宇宙的现在。我们永远无法知道现在的宇宙是怎样的,就像我们不知道过去的历史一样。人类唯一知道的,是现在的自己。
那么我们的宇宙真的会是多个维度吗?这一切真的不是人类的想象?
我们的生活是真实,还是想象?
多维宇宙
生活中,我们都认为世界是三维的,上下、左右、前后,为此我们甚至可以用一个坐标轴来表示空间中的任何一个点,那就是三维坐标。然而放到宇宙,三维已经不足以形容,在空间上还有时间。
三维坐标系
在爱因斯坦没有提出相对论之前,人们没有时空这个概念,认为空间是空间,时间是时间,二者是相对独立的。因此伽利略、牛顿等人创立的经典物理学,都没有考虑时间在这其中的影响因素,简单来说就是一个三维空间里的物理。学习经典物理的时候,一切力都可以浓缩为一张坐标图的受力分析。
这也是在19世纪末,人们会以为物理学已经到达了顶峰的原因,因为从三维的角度来看,的确已经没有空间再发展物理了。
爱因斯坦开辟了新的物理领域
我们现在所说的宇宙,是四维宇宙,即在原有的三维空间加上一维时间,这也是我们所谓的时空。科幻作品里的穿越时空,改变的是主人公所处的空间和时间。
这也延伸出一个问题,如果一个人在2022年北京冬奥会的时候穿越到2008年的北京奥运会,地点是鸟巢。从空间上看,没有丝毫变化,变化的是时间,这样还算穿越时空吗?于是,四维宇宙又被延伸到更高的维度。
时空隧道概念图
简单来说,宇宙可能不止一个,就像一栋大楼,不会只有一层。我们所处的四维宇宙只是这栋大楼中的某一层,它与其他宇宙处于平行的关系。2022年的北京鸟巢和2008年的北京鸟巢分别处于不同的楼层,因此从冬奥会穿越回奥运会,属于穿越时空。
同时,大楼也不可能只有一栋,它们并排在一起,构成了多维宇宙。我们楼下是过去,楼上是未来,旁边的大楼,是另一个宇宙。最关键的是,大家都看不见对方。
平行宇宙构想
二维世界
二维是维度的起源,是人类认识这个世界最初的角度。二维就是我们说的平面,一张纸上留下来的一些东西,统统被称为二维。就连现在电视上放得栩栩如生的画面,也被称为二维图像。
二维平面图
1618年,一个22岁的青年法国人加入了荷兰的军队,并在里面服役。当时的军队里面,为了纠正新兵弯腰驼背的站姿,当时的人们发明了一种十字架,将它绑在人的后背上,就可以让人站直,这是最早的背背佳。
一天晚上,这名青年在仰望星空,当时的欧洲已经开始观测宇宙,他也对此有兴趣。可是他很苦恼,如何准确描述一颗星星的位置呢?这个时候他的长官来了,把十字架绑在了他背后,要罚他的站,正当他想要为自己辩解的时候,突然醒了,原来这只是他做的梦。
星空中的星星应该怎样标注位置?
这个梦给了他灵感,十字架可以将人的背部分为四个区域,为什么人不用这种方式来表述一个点的位置呢?
正巧一次他和自己的战友罚站,感觉背上很痒,如果光是描述,无法将发痒的位置说清楚,可一旦借助了背上的十字架,就能准确地描述清楚痒的地方。这名青年叫做笛卡尔,他是坐标之父,也是他开创的二维表述,为后来的多维打下了基础。
坐标之父——笛卡尔
二维对于我们有多重要?即使我们的认识已经到了四维宇宙,可是用来描述宇宙的角度依旧是二维的,比如拍摄到的宇宙照片。无论多复杂的星系,都能被我们的天文望远镜浓缩为一张图片。
人类拍摄到的星云的一部分——创世之柱
但是二维也有其局限性,那就是,它所呈现的不一定是真的,或者说曾经是真的,但是现在不是了。于是有人猜测,我们的宇宙其实就是一个二维的宇宙,我们看见的一切都是假的,是人类自己脑补出来的三维空间。
我们的宇宙是二维的吗?
人的空间感
为什么我们只是看见一张二维平面图,就能想象出三维空间立体感呢?比如那张著名的星云图——创世之柱,人类看见之后,就能想象到斗转星移,星云的旋转。这是因为,人脑有一个结构,叫做前庭,那里控制着人类的空间感。
人类拥有很强的空间感
很多人坐车、坐船和坐飞机的时候会感觉头晕目眩,恶心想吐,这个时候有人会劝,不要看窗外。因为人乘坐交通工具的时候,对于车船来说是相对静止的,人看见车船内的物体都是不动的,所以大脑认为人没有动,是静止的。可是这个时候看向窗外,外面的物体是在运动的,这在视觉上产生了运动。
晕车很难受
人的内耳中除了耳蜗,还有三个半规管、椭圆囊和球囊,称为前庭器官。它们是人体空间位置的感受器。当人体的运动状态发生变化,会刺激三个半规管或椭圆囊中的感受细胞;而当头的位置改变时,就会刺激球囊中的感受细胞。最终引起神经冲动,然后沿着第八脑神经的前庭支,传向中枢神经引起相应的感受。
前庭结构
前庭器官的本质是为了维持人体的平衡,控制人在运动中的下一步运动。此时人的大脑表示我们没有动,而视觉告诉大脑我们在动,这样的差异最后导致了前庭系统混乱,分不清自己到底是在动还是没动,最后整个大脑的感受出现混乱,人就开始出现不良反应,最直接的就是头晕。这种混乱还会导致人体的一些器官出现反常运动,如胃部,最后让人吐出来。
晕车最常见的症状就是呕吐
空间感是高等动物进化出来的结果,为了帮助更好地观察四周,做出最快速的反应。因此大部分动物都有空间感,也会判断距离。人类的大脑更是登峰造极,能够从二维想象到三维,并发展出空间感知能力。
因此,即便是一张简单的图像,人类的大脑也会让它动起来。这样说来,本来看到的宇宙图像就已经可能不是真的了,再加上人类自己的空间想象,这样会不会让人类对宇宙的认识,从一开始就是错误的呢?
人类的大脑是所有生物中最强的
眼前的一切
在宇宙中,眼见不一定,科学家们也已经证实了,光凭光学天文望远镜的图像,很难研究透彻问题,二维图像会带来一定的局限性。因此,天文研究中,望远镜的种类不只一种,除了传统的光学望远镜,还有射电望远镜和空间望远镜,这些望远镜们相辅相成,能够还原一个更立体的空间。
哈勃空间望远镜
至于人们猜测的宇宙是二维的,科学家们解释道,我们的宇宙有可能来自一场大爆炸,在那之前,宇宙只是一个奇点。爆炸带来了时间和空间,从此开启了三维空间与一维时间,所以从这个角度来说,宇宙不是二维平面,假设它是,那我们的地球就不会是球体。就算不相信人造卫星传回来的图像,大航海时代的麦哲伦已经向人们证实了环球的可能,地球是球形。
科学家认为我们的宇宙来源于一场爆炸
既然人的眼睛看到的与宇宙相关的事物是假象,那我们的宇宙到底是怎样的存在呢?这恐怕很难说明,有人认为,宇宙中的一切就像一种程序,就像电影一样,呈现在人类面前的,是精心设计过的。
我们看的3D电影栩栩如生,然而实际上它依旧是在二维的电影布上播放的。它除了利用多层描绘法,还利用了人类的空间感觉。每个人的空间感知度不同,这也是有些人会晕3D的原因。同理,同一张宇宙图像,不同的天文学家看到后对其的感知不同。
3D电影营造出的空间感
如果宇宙是一套程序,那这就意味着,它是被创造出来的,我们眼前所看到的一切都是被创造出来的。就像动物被关在动物园里面,园方为它们设计了生活空间,让它们看见模拟的野生环境,虽然看起来非常逼真,可这是假的。
在动物眼里也许是“野外”,可是从人类的角度看,全都是泡沫。那么我们的宇宙会不会就像个动物园,地球是为人类设计的一个环境,我们以为自己生活在一个乐园里,殊不知这只是被设计的牢笼?
人类参观动物园,我们会不会也在被谁观看
那么,是谁创造了现在的宇宙?我们还能相信哪些眼睛看到的呢?
假象丛生
地球是怎么来的,古时代人们缺乏相应的知识,一切解释不了的现象就是神创造的。现在我们有天文知识了,不仅是地球,只要是宇宙中的天体,或多或少都能说出它的来历。
古人想象的世界
宇宙大爆炸也只是宇宙诞生的一个假说,是目前学术界比较认同的,它并不一定是宇宙来源的真理。当文明到达一定高度后,创造宇宙,并非是不可能的事情。人类的文明在地球上是最高级的,但是放在宇宙中,才是刚刚起步的水平。
低纬度文明很难想象高纬度文明的运行,就像古代人们连日心说都无法接受,19世纪人类更是无法接受我们与猩猩猴子是亲戚。这还是同一个宇宙文明之下,更不要提跨维度的文明了。
19世纪的人们接受不了达尔文的学说,因而讽刺他
人类一开始对于地球的认识是二维的,因为我们的地是平的,所以认为地球也是平的,后来有了东南西北、上下左右,有了大航海、望远镜等,我们开始看到三维的世界。直到现在,大部分人类对于事物的认识都是三维的,即使爱因斯坦已经构建了一个四维宇宙,但是对于我们现在眼睛看到的一切来说,三维还是主要的视角。
航海迈向三维世界
我们总认为,虽然无法离开自己所在的太阳系,但可以想象太阳系之外的世界,人类的想象是无穷的。可是现在看来,人类的想象力也有局限,因为我们只能看见过去的宇宙,不能看见实时的宇宙。
我们看到的宇宙未必是真的
天文望远镜拍摄的照片是二维的,脑部的结构注定了我们的空间感是三维的,宇宙究竟是怎样的,我们不得而知。我们看见的宇宙不是真的宇宙,而是呈现给我们看的宇宙,又或是人类想象中的宇宙。就像电影幕布上的图像,是创造出来的,专门拿来观看的。
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