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从零维空间到十维空间:一场探索宇宙奥秘的奇幻之旅

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发表于 2024-11-6 12:44:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
自从看了《三体》和《星际穿越》,我就对太空和黑洞感到好奇。作为一个科幻电影迷,我怎么可能不明白维度的概念呢?

准备好开启你的想象力,一起来一场从零维空间到十维空间的旅程吧!

零维度

让我们从一个点开始。这个点没有大小,没有尺寸。它只是一个标记位置的假想点。它什么也没有。空间和时间根本不存在。这是零维度。

一维空间

零维度已经存在一个点。我们画另一个点并在两点之间连接一条线。当当当!一维空间就这样诞生了!我们创造空间!

一维空间只有长度,没有宽度和深度。

二维空间

我们有一条线,这意味着我们有一个一维空间。如何升级到2D?这很简单。通过原来的线再画一条线,这样就有了一个二维空间。二维空间中的物体有宽度和长度,但没有深度。

在纸上画一个矩形。矩形的内部是一个二维空间。

为了方便后面对高维空间的理解,我们用两条相交的线段来表示二维空间。

现在让我们想象一下二维世界中的生物。因为二维空间没有深度(也可以理解为厚度),只有长度和宽度,所以我们可以把它理解为“纸片人”,就像扑克牌KQJ中的肖像一样。

由于维度的限制,二维生物只能看到二维的形状。如果你让它看到一个三维的球体,那么它只能看到球体的横截面,也就是一个圆。

三维空间

一维数轴、二维平面、三维立体是我们初中的常识。人类是三维生物,生活在四维空间中。

三维空间有长、宽、高。

假设我们有一张报纸,上面有一只蚂蚁。让我们把蚂蚁视为“二维生物”。我们在纸上进行二维移动。如果我们想让蚂蚁从纸的一侧爬到另一侧,蚂蚁需要走遍整张纸。

但如果我们把这张纸卷起来呢?变成一个圆柱体,一个三维物体。这时,蚂蚁先生只需要穿过地缝,就可以到达目的地。 (对了!这就是传说中的虫洞)也就是说,通过弯曲二维空间,就得到了三维空间。



蚂蚁从 A 点消失,出现在 B 点:冰壶创造新维度!

好了,接下来开始烧脑阶段。

四维空间

第四维度比第三维度多了一个维度,那就是时间!

想象一下,一分钟前的我在左边,现在的我在右边。把这“两个我”想象成两个点,连接它们的线就是四维空间中的一条线。于是,四维空间出现了!

如上所述,二维生物只能看到三维物体的横截面。作为三维生物,我们只能看到四维空间的横截面。所以我们看不到过去,看不到未来,我们只能看到此时此刻的世界。

然而,四维生物可以看到未来,但无法改变它。就像《大话西游3》一样,紫霞通过月光宝盒看到了结局,却无法改变结局。

还有人的比喻:一维空间是植物,看不见蚂蚁;二维空间是蚂蚁,它看不到人类;三维空间是人,人看不到鬼;四维空间是鬼,但鬼能看见。人类,但无法变回人类来改变过去和未来。

五维空间

首先我们要明确的是,低维生物无法意识到高维空间中发生的事情。从出生到现在,我们都感觉自己处于同一个空间。我们常说“随着时间流逝”,其实就是沿着时间线前进。这条时间线就是四维空间中的一条线。也就是说,在三维空间中,我们沿着四维空间的时间线前进。走。

如果我们是四维空间中的生物,我们就可以看到过去、现在和未来不同时间的自己。然而,只有一个时间线。现在,在四维时间线的基础上,再添加一条与这条时间线相交的时间线,五维空间就出现了!

打个比方,如果你出生了,然后读了初中,然后大学毕业开始工作,现在你是一名经理,那么在四维空间里你只能看到你从出生到成为一名经理的时间线上的你。经理。

然而,假设你初中毕业,学习烹饪,现在你是一名厨师。那么这就是另一个时间线上的你。

在五维空间中,你可以将自己视为经理,也可以将自己视为厨师。也就是说,在五维空间中,你可以看到不同选择下未来的不同分支。

五维生物看到的就是四维空间中发生的一切,人的所有选择,以及带来的所有结果。所以你可以沿着四个维度移动,改变四个维度的选择,让它朝着想要的结果移动。但我们必须等待这个进展,并不能直接得出结果。

六维空间

如果四维空间是三维加上时间,现在是四维到六维,多出的维度就是一维到三维的时间;在四个维度中,时间是一维;在五个维度中,时间是二维的;在六个维度中,时间是三个维度的。

我们以“管你”和“煮你”为例:作为一名厨师,你感觉生活很艰难,每天都被油烟熏得窒息。你想成为一名经理,安静地坐在办公室里。该怎么办?

在五维空间里,你可以穿越回初中毕业时,告诉过去的自己,一定要继续读书,上高中,考大学,做白领。但这是非常费力和危险的。当你初中毕业时,你需要做出不同的选择。每一个选择都会产生一个新的时间线和一个不同版本的未来。

你还记得二维空间里的蚂蚁和报纸吗?弯曲空间创造了一个新的维度。现在,我们直接将五维空间弯曲,生成六维空间。



五维空间的任何变化,都可能带来无数新的结果。你不能保证你回到过去所做的改变会带来你理想的结果,因为五维空间的改变需要时间。但在六维空间中,不需要等待时间过去,就可以直接得到结果。

你回到《初中的你》,直接选择《经理的你》时间线,然后就成为了《经理的你》。

七维空间

还是同样的例子,前面提到了两个时间线:经理和厨师。当你初中毕业的时候,你不可能只有这两种选择,而是几乎无限种。怎么说呢,你所做的每一个决定都塑造了一个独特的你。你可以成为任何你自己。综上所述,初中毕业的你是一个起点。所有的时间线都以此点为起点向外辐射,数量无限。那么,最终,七维空间中的一个点,包含了“初中毕业的你”的开始。可能性是无限的。

那么,如果你小学毕业时做出了不同的选择又如何呢?每一个选择都会塑造一个不一样的你;从“小学毕业的你”开始,又会有一个包含无限时间线的点。用一条线连接这两点就是一个七维空间。

八维空间

还记得文章开头提到的一维线吗?当我们用另一条线穿过它时,它就变成了一个二维空间。同样的,我们来升级七维空间。

依然是那个“你”。我们又发现了两个点,一个是从“你大学毕业”开始的七维无限点,另一个是从“你50岁”开始的无限点。连接这两点,并与上面连接“初中毕业的你”的无限点和“小学毕业的你”的无限点的线相交。我们得到了八维空间!

九维空间

至此,你其实就可以想象九维空间是什么样子了。我们把八维空间理解为那张报纸,它是平的。这时,蚂蚁再次出现,但它已经进化成了八维空间生物。如果我们给它同样的任务,要求它跨越整张报纸到达目的地,该怎么办?再把报纸卷起来,虫洞又出现了。蚂蚁先生成功穿过虫洞,出现在目的地。也就是说,如果我们继续卷曲八维空间,就会得到九维空间!

十维空间

回顾上面,从零维到四维,我们经历了点、线、面、体的升级过程。那么四维空间可以看成是一个点,充满了三维空间中所有可能性的连接,而这个连接就是时间。

从四维到八维,我们经历了点、线、面、体的升级过程。八维点充满了七维空间中所有可能的联系。

八维空间不断升级。依然是那个“你”。从八维空间中的一点开始,我们必须考虑所有的可能性。每一种可能性都与八维空间中的点相连。最后,我们得到十维空间中的一个点,充满连接九维空间中的所有可能性。

还能再升级吗?不,在十维空间中,我们找不到任何可以画点的空间,因为十维空间只是一个点!

它包含所有的宇宙、所有的可能性、所有的时间线、所有的……

从零到十维度,我们经历了那么多,最终还是一个点……
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