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如果我们进去四维空间会发生什么?

感谢邀请,这个话题很有意思,我来答下。

要讲明白这个问题,我们可以先假设一个二维世界的人进入三维世界会发生什么?

如果我们能够看得到二维世界里的人,那么我们只要轻松地在他身体周围画上一个圆形,那这个二维人就会一辈子被困在这个圈里。圈外的二维人也看不到这个被困的朋友,他们想尽办法终于打开了这个圆形。但在他们打开之前,你一使劲把这个二维人拽到了三维世界里。等二维人打开“监狱”一看,怎么可能,那个二维朋友竟然凭空消失了。

不可思议!无法解释!

我想,如果我们进入了四维空间,或者说四维空间里的人,也具有这种让我们凭空消失的能力。只因为他们比我们多一个维度。

那,我们如果来到来到四维世界,看到的会是什么样子呢?

以三维世界的正方体为例。

在二维世界中,只有正方形的概念,在三维世界,正方形变为正方体,而在四维世界中,正方体继续升级成为超正方体。它比正方体足足多了8个顶点,共有24个面。

四维世界只是比三维世界多了一个空间维度,但整个世界的样子却发生了翻天覆地的变化。

你可能会问,怎么从三维世界进入四维世界呢?

很难!但并不是不可能。

这个是什么原理呢?

我们假设二维世界是一张平面弹簧床,此时,我们放一个大质量的东西在这个弹簧床上,这个弹簧床会被压出一个极深的大坑。当这个坑足够足够大,此时,你会发现,二维世界因为压迫竟然相交了,二维动物进入了三维空间。

三维世界进入四维也是这样的。而大质量的天体扮演的正是这种角色。

而大质量的天体,如黑洞、中子星等就可以起到这种效果,因为它们会将三维世界无限的弯曲,进而发生相交。

四维的时空真的很难想象是什么样子,就像二维世界里,看到的我们一样。

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如果我们进去四维空间会发生什么?

对于三维空间和低于我们三维空间的维度都很容易理解,因为我们可以看到它们,并且可以用图像表达出来,但对于高于我们的四维或者更高维却很难理解,毕竟我们没见过,即使在图纸上表示出来也仅仅是四维在三维空间里的一个投影而已。

从1-4维空间的三维投影表达方式,前面三个应该无需解释,但到了第四维就不好理解了。

从这个动图里可以看到,四维超体展开后除开中间的三维立方体之外还有另外7个包裹在外部的立方体,从这个上面似乎可以这样来理解,我们的三维空间是被四维空间全方位包围的,与一般意义上的包围不一样,这个无孔不入的包围,从空间到每一个原子,四维空间的智能生物体可以看一个解剖立体图一样将我们看穿,只要他们想要看到!


但我们似乎很难理解这种方式,就像二维生物在莫比斯环上没有回头却走遍了所有平面一样,三维空间里的克莱因瓶也一样,我们能理解是因为我们能看到和理解这样的表达方式!但我们能理解四维空间的表现方式吗?

如果理解了四维空间,那么我们进入四维空间后的最伟大发现就如中国历史上传说中“开天眼”一样,可以从佛祖或者上帝的角度观察这个世界,而不会被任何三维空间内的人员发现,并且四维空间应该是可以兼容三维生命的,因此即使进入了也不会有什么危险,但如果缺乏对维度的了解的话,也许您会发疯,因为看到的可能是毁三观的发现!

这是一个非常有意思的问题,我们先从眼睛说起。

我们在三维世界中,遇见的一切物体,不论是薄薄的纸张,还是立体的建筑。它们的光线,最终都会投射到我们的视网膜上——一张二维的膜。而我们每只眼睛所看到的图像,也都是二维的。(虽然之后会通过双眼视差来恢复,但基本还是二维的,因为你看不到背面)

这其实就是投影。我们再看看「二维的生物」如何看世界——它们的视网膜是一维的。可以论证,四维的生物,如果看世界,它们所看到的画面,是三维的。一个盒子,可以同时看到里面和外面,对于四维生物来说,无所谓三维的内外。

但是,我们进入四维空间之后,并不会得到这个超能力。就如二维的纸从桌上拿起来之后,也不会变成三维的物质一样。我们进入四维空间之后,看到的仍然是二维的画面。接触到的,仍然是三维的物体。只是有一些奇怪的地方:

比如,有的东西会以奇怪的形式相交:

这是我几年前绘制的四维球体(在三维上的投影)。注意看上下两处,其实是自我相交了的。但在实际上,它并没有自我相交,这只是视觉上的幻象。

而从物理上来说,如果高斯定理始终成立的话,那在四维空间中,库仑力、磁力、引力,都会衰减的非常快。以至于以我们现在的原子排布,只要进入四维空间,就会立刻瓦解。

从前面的分析出发,你还能推理出四维空间看起来会是什么样的?

身处三维空间的我们,其实是不可能想象或者画出四维空间的。

就像题主说的,一维是一条线,二维是一个面,三维就是一个立方体,还有零维的点。

但关于四维空间,尽管我们可以用一定的数学语言描述,但真正的四维空间什么样,我们是没法用其他语言描述的,甚至不可想象。

注意,这里值得说明的是,四维空间是纯粹上的四个空间维度,这和爱因斯坦描述的四维时空(三个空间维度和一个时间维度)有本质上的差别的。


上图呈现的四维空间,其实只是四维空间的“超立方体”在三维空间的投影,从这个投影我们能了解到一些关于四维空间的信息,但就像我上面说的一样,真正的四维空间对于身处三维的我们永远无法画出。

来自四维空间神奇的东西。


克莱因瓶是一种无定向性的拓扑平面,它没有“内部”和“外部”之分。在三维空间里,它呈现出来的就是瓶颈和瓶身相交,但在四维空间里的,瓶颈和瓶身却不是相交的。

相似的性质在莫比乌斯带上也略见一二。

我们进入四维空间会发生什么?

理论上,我们就处在四维空间里,就像蚂蚁也处在三维空间一样,但它感知的世界只是二维空间,同样我们感知的世界的却只是三维的。

真正能感知四维空间的生物,它能自由穿梭于三维空间,就像我们人一样不是活在一张纸里。

我们认为的三维世界里的没有一点缝隙的铜墙铁壁,对于这些感知四维空间存在的生物而言,这铜墙铁壁,到处是通往外面的世界。三维意义上的监狱失去了存在的意义,而人类对此确实束手无策。

我们人类如果真的能进入并感知这样的空间,对于三维世界的生物而言,它们看到的人类,可以说和神仙无疑了。

欢迎关注挡不住的熵增,有其他问题请留言评论,谢谢。

说实话这个问题很难回答,因为目前是否存在真正的四维空间都难以定论。

什么是四维空间?

所谓四维中的维指的是维度,如果简单的来讲就是通过一点能否做出四条相互垂直的直线

空间在这里就很好明白了,但是注意一定要把四维时空和四维空间区分开来。通常我们是如何表述四维空间呢?在数学中我们通常用投影的方式将四维空间表述出来。

在前面的回答中我曾说过,数学中研究高维是很有意义的,它不必对物理负责,可以随便突破维度,但是物理必须则不可以,所以关于四维空间的存在与否还是个问题。

进去四维空间会发生什么?

假设就算有四维空间,病并且通过一切方法进入了。但是如果一个人在四维空间生活,理论上他能观察到的东西我们想象不出来,因为想象是用脑子中原有因素搭建新事物的过程。

或者我们可以用类比,四维空间看三维空间,应该能同时看到你的前后左右,里里外外,通通透透。

意味什么呢?有可能在四维空间中即使是封闭得最严密的保险柜,你依然可以从一个“侧面”看见里面的全部内容。 甚至能看到螺丝钉。或者你拥有了玄幻小说中的“内视”能力,可以清楚的看到自己的肌肉、骨骼,以及血管里面流动着的血液,就好像你自己被解剖了一样。

总之,这一切都是猜测,根本不具有说服力。但是开开脑洞也不是不可以,你是怎么想的呢?

高维空间是否存在一直持有争议,但是超弦理论却指出如果想要解决相对论和量子力学的基本矛盾,完成四大基本力的统一,至少需要有10个维的空间才行。而且相对论的时空弯曲,似乎也隐隐指出高维存在的可能性。如果高维不存在,我们的三维空间不可能会同时弯曲。



如果按照超弦理论下的高维空间描述,人类永远也进入不了四维时空。超弦理论认为组成我们身体的最基本粒子都是由一段段能量弦组成,我们可见的物质是由两个端点的开弦组成,而引力子则是由圆圈圈形状的闭弦组成。其中闭弦可以穿梭于不同的维度,进入到高维。而开弦的端点被固定于我们空间无法离开,所以说我们想要进入高维,根本不可能。除非组成我们的基本粒子都转化成闭弦,不过这显然不可能。



所以,我们身体的基本组成决定了我们无法进入四维空间。但是,意识和灵魂一直都是神秘的存在,因为不能够被检测到,所以被认为是不存在。假如组成意识或灵魂的物质是类似于引力的闭弦组成,则我们检测不到也很正常。这样的话,我们的肉体虽然不能够进入四维,但是我们的意识或者灵魂就可以了。



当然了,四维空间本来就是幻想存在的东西,所以以上的猜测也都是有点科幻色彩。

由超弦理论知道了最小的粒子竟然不是实体的物质,而只是由不同振动频率的超弦组成,你所看到的一切物质的外在表现,都只是不同振动频率的外在表现而已,在超弦理论提出的十维空间里,一切都不是实体,一切皆有可能。

世界竟如此奇妙,当超膜理论提出之后,十一维空间凌驾于十维空间之上,无论是时间与空间,还是感知与记忆,这些都属于十一维空间。

说了上面这些就是为了开如下的脑洞而已:

0维是空间意义上不存在的点,1维是线,2维是绝对平面,3维是体,4维是什么?4维,一般认为它是时空的集合体,不仅具有3维空间属性,还具备另一个看不到的维度即时间维。

时间在我们眼里,看不到也摸不着,但是它却真实存在,从一个苹果新鲜到腐烂就可以看出来时间在流逝,我们不能因为看不到它,而一味的去否定它。

如果步入4维空间中你会发现什么?

会肉眼看到时间吗?不会的,但是你却可以真切的感受到时间在流逝,你会看到一个事物的发展全过程,即使那个事物还在不断地演化过程中,但是并不妨碍你看完它的结局。

你只能看,不能去改变它,其实你也改变不了,就像在现实中,你正在看一部影片一样,导演拍完了,你只能就这么看而已。

这只是时间方面的,在空间方面呢,你拥有在3维世界中隐身的能力以及抄近道的能力,你会瞬间抵达你想去的任意一个节点、地点。

当然你还是无法对其作出改变,你只是观察者而已。

以上只是我的个人脑洞罢了,对于多维理论,更多的还是猜想,欢迎大家提出你们的看法!

不知道。时空通讯的认识是我们三维空间宇宙的人类永远也进入不了四维空间。

空间维度是纯理论的东西,在数学上有着重要的意义。但在实际事物中,我们可以了解不同维度的事物,但所谓不同维度空间生物只是一个科幻或者奇幻的话题,不具有实际意义。

在数学建模中,普遍认为,零维是一个点,这个点没有长宽高,无限小,因此没有体积。科学界普遍认知宇宙大爆炸前就是一个奇点,这个奇点就是零维时空,人类现有所有理论都无法探知和理解,所以可以说是理论禁区。

一维是一根线,这根线是由无数个零维组成的,有长度没有宽度和高度,因此也是没有面积和体积的。二维是由无数个一维组成,有长宽没有高和厚度,因此是有面积的,却没有体积。三维就是我们的世界,有长宽高,是个立体形象,是由无数个二维组成的。
四维世界是个什么样子呢?数学建模认为四维空间是标准的欧几里得空间,可以拓展到n维。

四维空间是由无数个三维组成,第四维度也和三维空间的x、y、z坐标一样,具有同一性质的空间维度。

这似乎是一个很难理解的时空观,除了数学建模,在真实环境无法还原除三维空间以外的空间,而且对其他空间并没有一个统一和清晰的认识。

对这个所谓的四维空间,有许多猜想,比如在刘慈欣的《三体》小说里,就对四维空间有一些描述,进入那里,人们可以看到一切物体的无限细节,也可以触及任何最隐秘封闭的地方。这是一种十分需要想象力的描述。

但这个世界除了在我们所知的三维空间事物,在所有的维度并没有出现过生命或者某项事物,甚至我们没有体验过真正的其他维度是个什么样子。

时空通讯认为,我们能够看到其他维度的只有二维,就是影子。影子是比较符合二维事物的,它有长度和宽度,有面积,但没有高度和厚度,因此没有体积。

除此以外,什么零维、一维、二维谁看到过?人们可以随便说一个点一根线一张画就是零维一维二维的,但我说的是上面描述的真正的0维、一维、二维空间,不是人们观念中比喻的各维事物。

一张纸也有厚度,所以严格来说并不是二维事物。在纸上点一个点或者画一根线,都不是零维和一维事物,因为墨水也有体积,一个原子或电子都有体积,因此,一个点和一根线都不是零维或者一维事物。

一些人认为蚂蚁是二维世界的生物,完全是无知谬论。刚才说了,连电子都是有体积的,细菌和病毒都是由许多原子组成的,何况蚂蚁。

四维空间就更无法看到,只有海阔天空任意想象了。

美国科幻影片《星际穿越》中,也无法描述高维度空间,只弄了一个无数方格子无数个窗口的空间,来表明不同维度的事物。其实那还是一个三维空间。

我们根本无法想象在这些不同维度所谓“空间”的生物怎么生存,虽然有人描述了在二维空间和四维空间生物的状态,还有理论认为三维是四维的投影,二维是三维的投影等等,都只是一种想象。

所以四维空间到底存不存在都不知道,更别说进入了。既然不能进入,当然就不会怎样啦。如果真有四维空间,又能够进去,当然也不会死啦。

人类最大的特点就是能够心猿意马的想象,那就继续想象吧。反正想想不会死人,靠想象也弄不来饭吃,饿了就会回到现实中,回到我们这个三维世界,依然吃着三维食物继续想象。

时空通讯原创作品,欢迎讨论点评。

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这里需要先区分第四个空间维度是微观的还是宏观的。

弦理论为了统一自然界的所有基本力把空间维度提高到9维,但是为了解释为什么观察不到高维又把高于三维的空间维度定义为蜷缩的微观空间,并且为了解释引力为什么这么弱又把其它三种力都困在了三维空间内。因此根据这个理论,进入微观的四维空间的情况就很简单了——你身上的所有原子在失去三种力的作用下全部解体,并保持原有动量,而此时所有粒子间微弱的引力已经束缚不住你身上向不同方向运动的粒子,最终整个身体土崩瓦解

如果这第四维是宏观的情况就复杂多了,实际上要与其它三个空间维度共同构成一个正常四维空间,第四个维度必须是宏观的。而宏观的四维空间其余三种力能不能传递这不太确定,我猜是可以的,我猜现在三种力被锁死在三维空间很可能就是因为其它维度蜷曲到普朗克尺度下了,普朗克尺度下自然没法传递这些相互作用粒子。宏观就不一样了,所有作用力应该都能通行。当然这只是我个人猜测(◔◡◔)

按照这个猜测,人进入四维空间就不会解体了,而且由于电磁力也畅通无阻,我们就能通过光子用眼睛看到四维空间长啥样了(๑`・ᴗ・´๑)。那会是啥样的呢?

由于第四个维度变成宏观维度,各种力也能进入第四维空间,自然人体所有粒子也能进入第四个空间维度,所以我们不再是被锁死在三维空间的人了。根据三维空间看二维的推理,我们在四维空间应该能看到三维物体的所有内部结构,X光机可以扔垃圾桶了想想还是挺惊悚的只要处在合适的位置你能看见人身体里的任何一根骨头。。。。你能看见跳动的心脏。。。。你能看见结肠里的粪便。。。。。。。。(°ー°〃)w算了,我觉得三维空间挺好的,四维空间题主你自己去吧

以上内容纯属脑洞,如有反对欢迎评论。

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