第20章 长脑子了
关于四维空间,陈晓查阅了很多资料。
其中最让他醍醐灌顶的是一篇博客,由网名为“四维老六”的网友写的,内容如下:
“要想理解四维空间,最直观的是从数学的角度通过类比的方法来思考。
我们先从二维平面开始,想象一张纸,在上面画上两个相互垂直的直线,分别定义为「x」轴和「y」轴。
在这张纸上,生活着一只快乐的二维长方形生物,我们暂且称呼它为「小二」。
在小二的眼中,这张纸片世界中的一切都是二维的,小二看别的小二也是二维的,都只能看到对方的一维轮廓线。
你可以想象身处在只有墙壁的迷宫中,你所能看到的就只有墙壁的轮廓。
在这样的一个纸片世界中,所有一切物体的形状,都可以用(x,y)所定义的无穷多个点来描述。
所以当「小二a」遇到了「小二b」,「小二a」通过在平行于「x」轴方向上观测「小二b」两个端点之间的距离,获得了它的宽;在平行于「y」轴方向上观测「小二b」两个端点之间的距离,获得了它的高。
这就是二维生物眼中的世界,永远只能看到二维物体的一维轮廓,也就是线。
现在让我们增加一个维度,在垂直于二维的纸片世界上增加一个坐标轴「z」,来到了我们人类所处的三维空间。
在这个三维空间中,生活着一只快乐的三维长方体生物,我们称呼它为「小三」。
在「小三」的眼中,一切东西都是三维的,它们的几何形状都可以用(x,y,z)所定义的无穷多个点集来描述。
「小三」,也就是我们,所能看到的都是三维物体的二维表面。「小三」之所以认为自己所看到的是三维物体,是因为近大远小的「透视原理」。
所以这个世界是由无穷多个形状丰富多彩的面所组成,就好像「小二」的世界是由无穷多个长短不一的线所组成。
”
看到这,陈晓还能理解,但接下来的内容让他感觉有点抽象。
“当「小三」看向二维的纸片世界中的「小二」,它能看到「小二」永远看不到的自己——「一个长方形的面」。
那么「小二」这个纸片生物,如果来到了三维空间中是否能够看到其他「小二」的全貌呢?
答案是否定的。
这也是网络上各大营销号最容易带偏的概念。
首先我们都知道这样一个概念,「点堆积成线,线堆积成面,面堆积成体」。
所以当「小二」跳出自己原来所在的纸片世界,来到三维空间时,实际上对「小二」来说只是来到了另一个二维的纸片世界。
因为三维空间是由无穷多个二维世界堆积而来的,小二只是在不同的二维世界中穿梭。
「小二」是一只二维生物,它没有第三个维度「z」,他的生物结构注定了它永远看不到第三个维度,所以它的眼中永远都是组成面的线条。
可以想象,铺在桌子上的纸片世界中的「小二」,它眼中的世界原本是,「桌面所延展出的平面,与桌子周围三维物体相交所产生的线条」。
当把他从纸片世界中拽出来,并垂直立在桌子上。这对于「小二」来说,就好像把纸片立起来一样。
此时它眼中的世界则是,「立起来的纸片所延展出的平面,与桌子周围三维物体相交所产生的线条」。
「小二」在三维空间中的移动,其实是在不同的二维世界中穿梭,因为它没有第三个维度。
所以已经立在桌面上的「小二a」去观察还躺在桌面上的「小二b」,所看到是自己所在的面与「小二b」相交所产生的线条。
但这根线条在「小二b」的世界是永远无法观测到的。
”
陈晓扯了扯多日未剪的长发,接着阅读下面对四维空间的介绍,感觉自己要长脑子了。
“下面在垂直于三维空间上再增加一个维度,来到四维空间。
需要注意的是:
1我们是三维生物,所以无法想象第四个维度是如何垂直于三维空间的。
2我们所能看到的只有面。
类比三维空间是由无穷多个二维世界堆积而成的,那么四维空间是由无穷多个三维空间堆积而成的。
我们来到四维空间,就如同躺在桌面上的「小二」立在了桌面上。
因为我们是三维生物,没有第四个维度,所以只是存在于堆积成四维空间的某个三维空间中。
当我们在四维空间中移动,其实只是在不同的三维空间中穿梭。
面与面相交产生线,体与体相交产生面。
所以,当我们来到一个新的三维空间,这个三维空间和原来我们所在的空间相交,会产生一个新的面。
如果这个新产生的面所在的位置恰好有一个人类站在那里,那么在四维空间中遨游的我们所看到的景象,就是人体结构的剖面细节,稍一移动,就会产生新的截面。
”
原来如此啊!陈晓豁然开朗。原来自己在梦中看到的人体内部细节,是他在第四个维度上移动所看到的截面,只要在第四个维度上做视角转动,所看到的截面也是千差万别。
但他仔细一想,好像不对呀。他在梦中见到的是无穷多的人体展开画面,不单单只是一个截面而已。
这问题又出在哪呢?
陈晓又继续查阅“四维老六”的其他博客,翻到了一篇名为「四维感知」的文章,重点如下:
“二维空间的生物来到三维空间,要想看清二维世界的全貌,则必须成为三维生物。只有成为三维生物,才能像我们一样,清楚地看到二维纸片世界的一切细节,如同一幅展开的画卷。
现在我们想象将二维生物在垂直于自己所在平面的方向上,也就是第三维度上进行拉伸,一个长方形将会被拉伸成一个长方体。这样就成为了三维生物。
那么我们人类是否可以在第四个维度上进行拉伸呢?
显然是不能的,上述只是个比喻。那么人类如果来到了四维空间,如何才能像四维生物一样观察三维世界呢?
这就需要「四维感知」能力。
有研究表明,在浩瀚的人类历史长河中,总有零星的关于人类「四维感知」能力的文献记载。
公元前1300多年前,古埃及第九位法老“阿蒙霍特普三世”手下的大祭司,凭借隔空取物,洞察人间的神通深受法老重用,在王朝呼风唤雨。据文书记载,大祭司可以进入神的领域,人间发生的一切都无法逃脱他的掌控。疑似具有进入四维空间的能力。
公元1453年5月,奥斯曼帝国围剿君士坦丁堡的战役中,有疑似使用空间魔法的异士参战的痕迹。虽最终没能挽回局势,罗马帝国覆灭,但从史料所记载的蛛丝马迹来看,推测空间魔法其实是一种「四维感知」能力。
据可靠消息,「黑日神教」的信徒中已有人觉醒「四维感知」能力。据描述,他所看到的是无穷多个体,三维世界的一切物体都以一种不可描述的形态交织堆积在一起,没有了上下之分,也没有了内外之分。
这似乎与世界各地所降临的黑日有关。
这该死的黑日,看似静止不动、人畜无害的样子,但从降临后人类社会就没安宁过。
”
陈晓陷入沉思,这么看来,他是拥有了「四维感知」能力。