四維物體在三維世界到底什麼樣？
「 我們曾經仰望浩瀚的星空，思考自身的存在。」
——《 星際穿越 》
轉載自微信公眾號：差評（chaping321）
今天我們來聊聊維度。。。
大家有沒想過，我們所處的宇宙，其實是一個多維宇宙。
但可惜的是人類僅僅只是三維生物。
所以在我們的認知中，世界是以三維的形式呈現的 —— 一個只能用長、寬、高來測量實體的世界
。三維世界中，一個空間只存在三條相互垂直的線 x,y,z
而在四維空間中，卻存在著四條可以相互垂直的線 x,y,z,t
而在四維，甚至更高維度生物眼中，除了長、寬、高之外，
時間也有可能是具象的。
就跟《 星際穿越 》中所描述的一樣，時間對於它們來說可能就是一座山，可以爬上爬下。
在物理的四維時空中，時間是除長、寬、高以外的第四個維度。
而在數學的四維空間中，第四個維度是未知的，可能是時間，也可能不是。
不管是哪個維度的實體，其實都有可能被我們所觀察到，
那
當我們
（ 三維生物 ）
看到四維的物體時，眼前會是怎樣的畫面呢？
首先，我們先來理解一下維度。
一個點，
因為沒有方向，沒有大小，所以它是零維的。
但要是空間如果同時出現了兩個點，這時候它們就有了固定的指向，從點 A 到點 B 是有距離
（ 也就是長度 ）
的。
兩線確定一個面，此時，
面不僅有了長度，還有了寬度，所有它是二維的。
但不管在一個面上，是畫個人還是畫坨屎，它都只存在於平面上，沒有厚度，一旦賦予了它厚度，它就變得立體起來。
長度、寬度、厚度
，構成了我們所在的三維世界。在藝術家 M.C Escher 的畫中，
二維的蜥蜴正試圖變為三維實體，逃出畫面
目前為止，從零維到三維的世界，我們都很好理解，因為高維生物能全面的、完整的觀察到低維世界。
人類甚至不能在一個空間內對同等維度的物體進行完整觀察，這就是為什麼我們並不能透視。。。看不到牆壁背後的東西。
但接下來的
四維
可能就有些抽象了。
我們只有三維認知，而沒有對更高維度的直覺。
所以四維物體呈現在我們眼前時，不管我們怎麼看，對它的認識也只能是三維的，如果想要直觀全面的看到它，甚至只能通過二維的圖像。
而如果我們想要看到它的每個面、每個角、每個點，
只能不停的變化它的角度，也就是說一次只能看到這個高緯度物體的一部分。
四維物體的三維世界中的橫切呈現
試想一下二維世界的生物如何看到三維世界物體，可能對理解會有些幫助。
假設一個紙片人，想看看人類世界
（ 三維世界 ）
的球體長什麼樣，它眼裡出現的畫面是什麼樣的呢？當然是球體的截面。
三維物體在二維生物眼裡，只是一個截面。
紙片人通過橫切面展示法看到的球體，
會是一條從短變長，再從長變短的線
在四維空間向量中，第四個維度
（ 有可能任何無法我們目前無法測量的東西，你要說是一種意識也不是不可以 ）
是未知的，所以四維物體哪怕一個面一個面被展示在我們眼前，仍然很抽象。四維超立方體球形投影后的模樣
不過，要是我們把第四個維度假設為我們熟悉的時間
，也就是物理四維時空，就比較好觀察了。
如果說，我們把一個人的靜止狀態，看做是是三維世界裡的一個物體。
那加上時間這第四個向量，它就變為了四維生物，把它被逐步呈現，我們看到的四維萌妹就會是這個樣子。
當然，當我們想要以上帝視角去看，甚至去想像這個不停變換的四維萌妹，在靜止狀態的全貌是什麼樣子時。。。
emmmm，是不是大腦一片空白？
我是誰，我在哪兒，我在幹什麼，忽然一下子就哲 ♂ 學了呢
在偌大的宇宙里，人類是如此的渺小，很多現象我們沒有辦法解釋，甚至沒有辦法想像。
也許整個銀河系，也不過是外星人手裡的一顆棋子罷了。。。
但這並不表示未知不存在，別忘了我們還有科學、科技，通過它們我們正在離未知越來越近。
圖片、資料來源：
1. YouTube 視頻：What Does a 4D Ball Look Like in Real Life? Amazing Experiment Shows Spherical Version of Tesseract
2. 紀錄片《 維度：數學漫步 》
3. 電影《 星際穿越 》
4. Google：人類衰老變化圖
5. 電影《 黑衣人 》
看到這裡，你是更清楚了還是更糊塗了呢？
關於維度，坐觀君此前分享過一篇更詳細的文章，也很有意思，有助於大家更好地理解維度。如下：
極簡又燒腦：從零維到十維空間
以上，點擊即可跳轉閱讀。接下來我們還可以繼續思考：在四維乃至更高維空間看三維世界又會是一種什麼樣的景象呢？坐觀君還記得當初讀《三體》時的震撼。
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