導(dǎo)語

黎曼幾何的產(chǎn)生標(biāo)志著數(shù)學(xué)的發(fā)展從二維空間的三維空間進(jìn)化到了四維空間。

但是除了數(shù)學(xué)之外，這一理論對(duì)讓信奉物理學(xué)的人看來，更像是“四維空間存在”的一種證明。

那么在這個(gè)假設(shè)成真的情況下，人們?nèi)绻M(jìn)入了四維空間會(huì)變成什么?

觀察，然后總結(jié)。

對(duì)于物理規(guī)律的探索需要依賴于數(shù)學(xué)。

但是在這之前，數(shù)學(xué)的發(fā)展又伴隨著物理理論的產(chǎn)生與發(fā)展。

由于數(shù)學(xué)的基石源自于人類對(duì)世界的觀察，因此一定程度上，數(shù)學(xué)是依托于自然理論產(chǎn)生的。

舉最簡單的例子，太陽的直線運(yùn)動(dòng)。

太陽從東方升起，西方落下。

這個(gè)規(guī)律毋庸置疑的作為一種公設(shè)成為了歐幾里得幾何學(xué)的基礎(chǔ)。

在歐幾里得幾何學(xué)中，可以證明的是三角形的內(nèi)角和為180度，直線永遠(yuǎn)可以延續(xù)等等的一些基本公設(shè)。

但是同樣基于這些公設(shè)，還有一條規(guī)律，那就是平行線在無窮遠(yuǎn)處會(huì)相會(huì)。

這條規(guī)律便是黎曼幾何的底層原理。

而黎曼幾何的發(fā)展則帶動(dòng)廣義相對(duì)論法羅愛因斯坦的產(chǎn)生。

廣義相對(duì)論是宇宙發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)黎曼幾何出現(xiàn)以后，物理學(xué)會(huì)借用到更多的數(shù)學(xué)模型。

人稱其做數(shù)學(xué)魔術(shù)。

從觀察世界到總結(jié)規(guī)律，一直以來這都是人類認(rèn)知的主要過程。

從觀察太陽升起到現(xiàn)代的微生物觀察，再到數(shù)學(xué)的分析與推斷，人類對(duì)于世界的認(rèn)知不斷深化。

也正是因?yàn)槿祟悓?duì)于世界認(rèn)知的不斷深化，讓人們有了一種沖動(dòng)。

那就是想要透過這個(gè)世界的規(guī)律，去觀察那些無法觀察到的世界。

也正是因?yàn)檫@種沖動(dòng)，傳統(tǒng)的二維空間與三維空間變成了如今黎曼幾何描述的的多維空間。

第四維空間。

“四維空間存在”，這句話的真假不重要。

重要的是樹立正確的思想觀念。

四維空間的確是非常有可能存在的。

但是要想真正的對(duì)四維空間進(jìn)行觀察，人類還需要跨越數(shù)學(xué)到物理的一道門檻。

這一道門檻就是從二維到三維的一個(gè)梯階，是一種跨維觀察的能力，也是一種認(rèn)知的觀念。

就好比二維動(dòng)物不可能知道三維空間存在一樣，人類也很難知道第四維空間是怎樣的。

但是我們可以試著對(duì)它進(jìn)行構(gòu)想。

在物理學(xué)中，我們生活的世界是三維空間。

上下左右前后三個(gè)維度。

而在物理學(xué)中，時(shí)間又是第四個(gè)維度。

也就是運(yùn)動(dòng)所在的維度。

那么四維空間中這個(gè)時(shí)間維度能不能保留呢?

實(shí)際上并不能。

我們得到結(jié)論，人類在真正的四維空間中并不能保存時(shí)間，時(shí)間只能被作為一維的存在。

這是通過物理法則為數(shù)學(xué)模型進(jìn)行約束所得出的規(guī)律。

在四維空間中，人類的存在一般可以被表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)為(x,y,z,t)。

但是除了人類的存在可以被表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)之外，還有很多抽象的物體。

比如直線可以被表示為(x,y,z,t) = (a+at,b+bt,c+ct,d+dt)。

那么從(x,y,z,t) = (a,b,c,d)出發(fā)的一條直線便是與時(shí)間有關(guān)的。

在沒有了時(shí)間之后，滿足四維線狀物體的方程便只能是(x,y,z,t) = (a+at,b+bt,c+ct,d+dt) = 0，也就是一個(gè)點(diǎn)，這一個(gè)點(diǎn)就是四維空間的原點(diǎn)。

四維空間中，也可以與三維空間類似的定義距離，再定義角度，但是四維空間中的規(guī)律需要更多的時(shí)間進(jìn)行探究。

進(jìn)入四維空間。

“我看到了四維空間存在”。

這句話似乎已經(jīng)為人們描繪出了四維空間的大概，但是實(shí)際上并沒有。

至少目前為止，地球上還沒有人能直接觀察到四維空間，更別說進(jìn)入四維空間了。

那么由四維幾何推導(dǎo)出的它的理論果真存在不?

或者是四維空間不是唯一解?

答案很明顯，四維幾何的理論只是數(shù)學(xué)的一種推理與假設(shè)。

至少在沒有人類可以進(jìn)入時(shí)，“四維空間存在”這樣的結(jié)論是不成立的。

雖然如今的科技已經(jīng)非常發(fā)達(dá)了，人類能夠制造出各種高科技產(chǎn)品。

但是無論怎樣的高科技產(chǎn)品，都無法將四維空間帶到二維世界中。

也無法將四維空間帶到三維世界中。

同樣，高科技也無法將人類帶入四維世界。

人類所生活的世界一直以來都是三維空間，除非人類的認(rèn)知能力上升到一個(gè)新的高度，否則“人類進(jìn)入四維空間”只是一種幻想。

那么四維空間中的物體會(huì)是什么樣的?

樹立正確的思想觀念后，人們可以大膽的進(jìn)行推測。

但是在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)體系中，四維空間中的物體也只是數(shù)學(xué)模型，尚無人類的存在，更談不上觀察。

那么，沒有人類存在的四維空間中，究竟會(huì)有什么樣的物體?

很顯然，這個(gè)問題目前并沒有人能夠回答的了。

結(jié)語

四維空間的存在只是建立在數(shù)學(xué)的假設(shè)上的理論，事實(shí)上多維空間的存在，對(duì)于科學(xué)來說可能是一個(gè)大的進(jìn)步，也可能是一個(gè)大的錯(cuò)誤。

無論如何，多維空間的到來為人類提供了更廣闊的想象空間。

人們抱怨三維空間的約束弊端，但是同時(shí)卻享受著三維空間的好處。

人類對(duì)多維空間的探索盡管僅僅是停留在假設(shè)層次，但是它會(huì)成為未來人類探索宇宙的起始。

在人類解決好了地球上的問題，探索好了太陽系之后，人類進(jìn)一步探索多維空間，也許會(huì)有不一樣的發(fā)現(xiàn)。