四维空间$如何理解高维和低维空间,与我们世界有何区别,它们到底存在吗?

简单地说,区别就是一个是虚构的,一个是实实在在存在的。
四维空间$如何理解高维和低维空间,与我们世界有何区别,它们到底存在吗?
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我们生活在实实在在的三维空间,但许多人好高骛远,很想看看四维空间是什么样子,但那个地方只可意会不可言传。许多人对四维空间有过描述,有的惟妙惟肖。如刘慈欣在自己的《三体》小说中,是这样描述四维空间的:
有过亲身经历的人都一致同意,置身四维空间的感觉是不可能用语言来描述的,他们甚至断言,四维感觉是人类迄今为止所遇到的唯一一种绝对不可能用语言描述的事物。人们总是喜欢用这样一个类比:想象生活在三维空间中的一张二维平面画中的扁片人,不管这幅画多么丰富多彩,其中的二维人只能看到周围世界的侧面,在他们眼中,周围的人和事物都是一些长短不一的线段而已。只有当一个二维扁片人从画中飘出来,进入三维空间,再回头看那幅画,才能看到画的全貌。这个类比,其实也只是进一步描述了四维感觉的不可描述。首次从四维空间看三维世界的人,首先领悟到一点:以前身处三维世界时,他其实根本没看见过自己的世界,如果把三维世界也比做一张画,他看到的只是那张画与他的脸平面垂直放置时的样子,看到的只是画的侧而一条线;只有从四维看,画才对他平放了。他会这样描述:任何东西都不可能挡住它后面的东西,任何封闭体的内部也都是能看到的,这只是一个简单的规则,但如果世界真按这个规则呈现,在视觉上是极其震撼的。当所有的遮挡和封闭都不存在,一切都暴露在外时,目击者首先面对的是相当于三维世界中亿万倍的信息量,对于涌进视觉的海量信息,大脑一时无法把握。他们看到的是并列出无限细节的人体,可以看到所有的骨骼和内脏,可以看到骨骼里的骨髓,可以看到血液在心脏心室间的流动和瓣膜的开闭,与对方对视时,也可以清晰地看到眼球晶状体的结构......但“并列”这个词同样可能引起误解,人体各部分的物理位置并没有任何变化,皮肤仍然包裹着内脏和骨骼,每个人在三维世界中的熟悉形象还在,是细节的一部分,与其他无限的细节并列在一起。“你们注意手不要乱动,不小心可能会触到别人的心脏或自己的内脏。”褚岩说,“不过只要不用力也问题不大,可能有点儿疼或恶心,有时还会造成轻微的感染。也别乱动周围的东西,除非你确实知道那是什么。现在飞船上的一切都是裸露的,你可能触到高压电缆或高温蒸汽什么的,还可能接触到集成电路,造成系统故障。总之,对于三维世界来说你们现在有神一样的力量,但必须经过一段时间对四维的适应,才能使用这种力量。”
各位从中想象出这个四维空间,是一种什么样的空间呢?很神奇但很难理解吧?实际上,在我们世界,根本无法描述出四维空间真实的样子,因为这个“真实”存不存在并没有人知道。也就是说,不同维度的空间,根本无法知晓另一个维度空间的样子。
各种维度空间的理论描述
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在数学模型中,有0维到若干维的描述。一般零维就是一个点,但这个点不是我们通常用笔在纸上点一点的那个点,零维的点是一个无限小的点,这个小小到没有直径或长宽高,可以理解为一个无体积的点,就比如我们常说的引力质点或者奇点。而用笔点一点的那个点,无论是纸张还是点的那个点,都是有面积和体积的,尽管这个体积很小,但还是有体积。
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