在各种科幻小说中,我们经常看到 "四维空间 "的概念,让人感到神秘而有吸引力,不由自主地进入深入了解。让你的三维大脑模糊到四维空间的一个好方法是把一个生活在二维空间的平头人送到三维空间去体验不同的维度。让我们从这个角度出发。
四维空间是一个时间和空间的概念。在日常生活中,它实际上是一个具有 "时间 "概念的三维空间。如果进行书面表达,就是在分别代表长、宽、高的三个坐标轴上,再加上一个代表时间的轴。对于像我们这样的三维物种,生活在三维空间中,很难想象四维空间是什么样子。
虽然他的眼睛只能看到二维空间的线条,但他可以通过光影、透视和双眼视差等方法感知二维物体的形状。这都是由他的二维大脑完成的。当Q先生看着广场时,他的眼睛看到的是一个不同的画面。现在,让我们把A先生从二维空间带出来,把他放在三维空间,让他有能力在三维空间自由移动。
虽然Q先生来到了三维世界,但他仍然是一个二维的平面电影人。他的解剖学中的一切,包括他的眼睛和大脑,都被设计成适合二维世界。所以他的眼睛只能看到点和线;他的大脑只能识别二维的图案。我们可以认为Q先生仍然生活在一个虚拟的二维空间中(下图中的浅绿色平面),但当他在三维空间中移动时,二维空间可以跟随他。在19世纪初的科学界,还没有针对 "四维空间是否真实存在 "的问题展开争论,因为当时人们对于三维空间的概念都很少触及,但一位出生于1826年、名为波恩德的德国数学家却提出了黎曼理论,证实了四维空间确实存在于现实世界,在科学界掀起了一场新的动荡。