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四維空間到底是什麼

我們所在的三維世界,雖不能體會到它的神奇,但我們無時無刻不身在其中。我們可以向上,下,左右前後自由移動,除了六個面被封閉,沒有什麼能困住我們。

我們身處三維,不代表宇宙是三維的。到目前為止,我們認識的物理世界是四維,就是在三維的基礎上加一個新的維度---時間。

為了更好的理解四維空間,我們不妨從零維開始慢慢道來。

零維,就是一個點。除此之外什麼都沒有。我們從這個點出發,我們就已經站在了它的終點,我們已經到達了這個世界裡所包含的任意的點。按照空間坐標軸來看,這個空間只有一個原點,其他什麼都沒有。就這麼簡單。

我們在這個點的附近再點一個小點,把兩個點連起來,這條線就是一個一維空間。我們從線一端出發,前往終點,途中我們經過這個空間上的每一個點,這是個只有一條軸線架構的世界。如此而已。

再畫一條線,一條與這條線交叉的線,就構成了一個基本的平面圖---二維。想像一下一張紙上的蟲子,它可以通過前後左右移動,到達紙上的任意點。再想像一下紙上畫的小人,我們知道它多高,知道它多「長」,但我們不知道它有多「寬」。因為我們無法站在它的「側面」看它。而且,我們只需要在它周圍畫個圓,它就被圓困住了,出不來了。二維世界已經有了清晰的定位系統,比如地球上可以用經度、緯度來快速定位一個點的位置,x,y兩條軸線使我們可以精準定位平面上的一點。

三維世界就是我們所處的世界,因此我們可以非常輕鬆的看懂前兩個較低維度的世界。物體有明確的「長寬高」,三維的世界,物體的相對位置也會有三個明確的坐標,x、y、z。我們想要到達某個點,我們不僅要前後左右移動,還要上下移動,使我們的相對坐標與目的地的相對坐標重合,相當於我們穿越了無數的「面」。

通過上面幾個維度,我們可以看到高維度是由低維度所累積起來的。兩點確定一線,兩線確定一面,無數的面形成立體的世界。

由此可知,三維世界的累積可以形成更高維度的第四維。而這個維度就是時間。如何累積?就是把每一個時間段的世界累積起來。這一秒的世界,下一秒的世界,再下一秒的世界。站在四維世界的空間的人,可以清楚的看到物體隨時間變化的全過程,可以看到一個人由生到死的過程,這個叫做光錐。我們的一生,經歷我誕生時候的世界,經歷了兒童、少年、青年、成人、壯年、老年的世界,甚至可以說每人每秒我們都在經歷不同的世界,因為每個世界的時間都不相同。我們可以認為我現在身處的世界是在上一個世界的1小時後,5分鐘後,3秒鐘後的世界。由此,我們相當於是穿越了無數個存在時間差異的世界,而這個世界的坐標,在三維世界x、y、z的坐標上要再加一個時間坐標,代表它是處在哪一個時間的哪一個位置。

我們不理解蟲洞,不理解空間跳躍,就像蟲子不理解,為什麼把紙捲起,兩端捏在一起,蟲子就可以動動身子就走到紙的另一端一樣。

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