有些科学家迫切想进入四维时空,他们是否发现了什么?

首先,四维时空和四维空间不是一个概念。四维时空是指三维的几何空间加上时间,我们目前看到的宇宙空间就是四维时空。而四维空间则比三维多了一维,三维长宽高abc,四维多了一个D。

关于维度,个人和主流科学界有不同的看法,我认为物体有维度,而空间是无维度的。

举个例子,你在面前放一张纸,把它想象成一个二维的纸,也就是厚度为0,现在拿个乒乓球,让它从中穿过,从二维的角度看,会看到什么?

网上有人绘声绘色写过文章,最开始是一个点,接下来变成一个圆,圆由小变大,最后再由大变小,直到球体脱离二维平面。

当然,这是实心球,乒乓球是空心的,把圆换成圆环即可。

是这样吗?告诉你,完全错的。为什么?很简单,一个三维物体,你永远也无法把它分出一个高度为0的二维面。

不考虑分子原子之类的最小组成,这个乒乓球中,不存在一个“高度”为0的部分。

那么说把三维小球穿过二维平面会发生什么?答案是什么都不会发生,两个不同的维度,永远也看不见,接触不到彼此。

这次明白了吧?四维空间,其实就在我们周围,如果有一个四维物体的话,它就会把周围的空间扭曲成四维的,然而因为我们本身是三维的,我们会把空间扭曲成三维,所以哪怕就在我们身边存在一个二维或者四维的物体,我们依然感受不到。

所以,进入四维空间,本身是一个伪命题,空间无维度,只有物体有,而现在,哪怕有一个四维物体就放在你面前,你依然看不到,摸不着,因为你们处于不同的,永不相交的空间之中。

有些科学家迫切想进入四维时空,他们是否发现了什么?

首先,科学家并没有像题主说的那样迫切想要进入四维时空,因为我们本身就生活在四维时空中。

爱因斯坦创立了相对论,统一了时间和空间,一维时间和三维空间变成连续的四维时空。那么,如果再多一个维度,例如,空间维度高了一维,五维时空宇宙会是怎样的呢?或者说四维空间会是怎样的?

目前,谁也不知道四维空间是怎样的,甚至就连高维空间存在与否都不清楚。但从理论上来讲,第四个空间维度是可以存在的,我们可以通过低维度的类比来推测五维时空应该是什么样子。

没有大小的点为零维空间,无数点组成的直线为一维空间,无数直线组成的平面为二维空间,无数平面组成的立体为三维空间,以此类推,无数立体组成的超体为四维空间。与三维空间相比,除了长、宽和高三个维度之外,还多出了一个我们所无法感知到的第四个维度。

那么,如果四维空间存在,生活中在其中的生物会是什么样子?人类进入这样的高维空间又会怎样?

关于四维空间,可以参考一下克莱因瓶。不同于三维空间中的瓶子,克莱因瓶是没有内外的概念,因为第四个空间维度连接着在三维生物看来的“内部”和“外部”。如果有一只苍蝇,它能够直接从克莱因瓶的“外部”飞入“内部”,通过第四个维度畅通无阻,并不需要穿过瓶身。

不过,像人类这样的三维生物进入四维空间中很可能无法存活。因为作为三维生物,其身体构造也只有三个维度,身体在第四个维度没有支撑,所以身体的内部会通过第四个维度直接暴露在外,这样就无法正常生存。

如果存在四维生物,他们可以通过第四个维度直接看到三维空间中的内部。如果有人在一个密闭的房间中,四维生物能够把房间内的人通过第四个维度直接转移到房间外,不需要通过房间上的门或者窗户或者其他通道,这对于三维空间中的我们而言非常不可思议。

如上图所示,想象一下,我们可以把圆圈中的二维生物(如果存在的话)通过第三个维度直接转移到圆圈外。

另外,由于多了一个维度,高维生物可以直接看到我们从出生到死亡的过程,四维时空中所发生的事情其实就是三维空间在一维时间轴上的演化。我们在三维空间中每个时刻所看到的事物,可以说是四维空间中的事物在每个时刻的三维“截体”。

根据M理论,宇宙中的时空维度达到11维,但我们只能感知到其中四维,另外七维高度蜷缩,我们无法感知。不过,这只是理论上的推测结果,目前还没有任何实验证据。

有些科学家迫切想进入四维时空,他们是否发现了什么?

事实上在20世纪80年代,物理学家们曾不顾一切地想把宇宙的四种基本力(万有引力、强互相作用力、弱互相作用力、电磁力)统一成一种单一的综合力量。他们第一次尝试发展成了所谓的超引力,但是由于大量的研究成果不一致和未经证实的预测,它不得不被放弃。另一个新兴的理论是弦理论。

这一理论诞生于20世纪70年代,但在80年代之前,它基本上被忽视了。80年代,这一理论再度流行,物理学家开始认真研究它。弦理论仍然是我们对宇宙的完整理解的最佳猜测之一,但是根据这个理论,宇宙存在于26个维度中!因此,奇怪的是,科学家只接触到其中的四个——空间的三个可互换维度和一个世纪前发现的时间维度。

这种荒谬一直困扰着哲学家和后来的物理学家。他们太好奇了,无法毫无疑虑地接受现实,他们想知道为什么现实是这样的。然而,最近发表在《欧洲物理学快报》上的一篇论文似乎揭示了为什么我们的宇宙可能只存在于四维空间中。

当从足够大的距离观察时,维度就不复存在了。只有当我们近距离观察一个物体时,维度才会出现。从相当远的距离来看,一张纸看起来像是一维的。然而,随着我们越走越近,这四面将逐渐向我们显现。现在,当我们走近时,会发现第三维:深度。

思考第四维有点困难,但是随着科学家越来越深入地挖掘,新的或更高的维度会出现。像洋葱一样,维度是多层盘绕的。有一个显而易见的假设,即在大爆炸后的一瞬间,所有的维度都占了上风,但由于某种原因,宇宙随后决定只展开前四个维度。物理学家怀疑其他维度是弯曲的,盘绕在奇点的空间里!

那么为什么只有四维?热力学第二定律禁止其他维度展开,这是宇宙的基本定律。新生的宇宙充满了辐射和亥姆霍兹自由能密度(这是一个对空间施加压力的热力学量)。

大爆炸后仅仅几秒钟,随着宇宙瞬间冷却,亥姆霍兹密度达到最大值,宇宙立即“冻结”。在这个阶段,宇宙以前存在于我们认为存在的每个维度,现在只局限于其中的四个维度。我们的宇宙展开到更多维度的唯一方式是,如果它存在于临界温度之上,这是一个地狱般的温度,在它被创造出来仅仅一秒钟后就肯定会冷却。

物理学家的发现类似于水的相变。一块冰转变成液态水的唯一方式是当它受热时,虽然这一理论直到最近才受到重视,使科学家转向解决这种困境的原则是人择原则。

根据人择原理,如果宇宙有任何不同,质疑其结构的智能物种就不会存在。

热力学第二定律主要解释了为什么时间只向一个方向运动,科学家称之为“向前”。该定律预测,宇宙中的时间方向与无序度增加的方向相同。然而,这个推理是不完整的。

正如熵似乎在增加,因此时间也在增加,因为宇宙仍处于膨胀阶段,这一阶段有利于智慧生命的萌芽,我们只在四维空间中体验宇宙,因为只有四维空间的盛行有利于智慧生命的开始和维持。

如果宇宙是二维的,生物体就不会到处移动。食物被消化和分解或者血液在体内循环的复杂方式在二维人体内是不可能实现的。那么,提出和研究为什么宇宙有四个维度的聪明物种,根本就不存在。

事实上,生物本身,即使是最简单的生物,也会消亡,因为地球将无法围绕太阳旋转。当两个物体之间的距离增加一倍时,万有引力的强度下降了四倍,但在五维空间下降了五倍,在六维空间下降了六倍。在更高维度的宇宙中,地球可能无法实现围绕太阳的稳定轨道,因此生物会被冻死。

也许形成太阳的引力压缩和气体膨胀在更高的维度上会有所不同,相比之下它们在四维空间中是如何发生的。也许太阳本身会过早坍塌成黑洞。即使是更高维度的原子也不会聚集并形成复杂的分子,这些分子随后会构成复杂的生命。

科学家们迫切想进入四维空间,可以把我们这个物种的长期谜团解开。这对物理学家来说也是非常鼓舞人心的,因为它代表了人类寻求统一四种基本力量的一个巨大飞跃,并最终代表了人类对宇宙是如何诞生、如何发展以及它可能走向何方的理解。

有些科学家迫切想进入四维时空,他们是否发现了什么?

因为说的时空,所以从一维开始讨论。人类在大阳系内也仅能在大阳系内定义时间,为此时间无始无终仅为人类的设想。然而在整个空间里时间这个概念就无法定义了,而空间仍然成立,三维直角坐标的方法事实证明也不能准确描述整个空间。怎么办?在数学领域就有逻辑推出了所谓n维空间。事实上要定义四维空间成了一种推测,吾以为有了人类就产生了时间,而这个时间在人类发生之前就已存在(太阳系)作为一维记彔了发生在三维空间的一切,这里用的记录仅表示不能人为记录也己发生的存在,空间仍是三维的。拙见勿笑,有喷者也无妨。(一维空间在此定义为时间)

有些科学家迫切想进入四维时空,他们是否发现了什么?

四维时空的概念是源自于爱因斯坦的相对论,指的是三维空间加上一维的时间,但是爱因斯坦的本意指的是时间和空间是一个不可分割的整体,而不是单纯的叠加。因此来说目前我们生活的世界就是四维时空的,所以这个问题问的有点问题。提问者想要问的应该是四维空间或者说是五维时空吧?

人类生活在三维空间中,可以很好地理解一维空间、二维空间,但是对于四维空间等更加高维的却难以理解。这受限于我们的思维方式,三维空间简单的理解就是X、Y、Z轴彼此垂直,那么四维空间再出现一个轴与前三个彼此垂直,这个时候我们就要犯迷糊了,根本构造不出来这样的模型啊!其实这很正常,如果我们可以轻松的构造出来,那绝对不是四维空间。这个时候我们就可以用数学工具来构造四维空间了,也就是一种简单的类比推理过程,四维空间应该是超立方体结构,在三维空间的投影就是立方体。现在对于高维空间的研究主要是弦论在做,上个世纪最开始的弦理论认为宇宙是26维时空的,随着发展超对称粒子的加入,形成了新的超弦理论。超弦理论认为宇宙是10维时空的,但是在不同情况下出现了五种不同超弦理论,因此在加入一个空间维度的情况下把这五种理论就可以结合到一起,形成了最新的M理论,该理论认为宇宙是11维时空的。按照该理论我们生活的四维时空的是宏观的,而剩下的七个维度空间是蜷缩在微观尺寸之下的,目前我们无法探测,但是从数学上一切都是可行的。在高维空间下的物理规律等有的会变得更加简单不冗杂。又可以完美的解释物质的基本组成,以及统一四大基本作用力,无论怎么看都是一个可以统一相对论和量子力学的最佳候选者。

科学家如果可以找到四维空间人类文明将会有巨大的进步,毕竟多出来一个维度。在高维度的世界里我们可以轻松的控制低维度世界的生物。简单理解:如果存在二维生物的话,我们可以从三维空间轻松的把二维生物提出来,而这个二维纸片人在它们的世界就彻底消失了,用二维生物的科学理论解释不了这个现象,这在它们的世界就是一个未解之谜。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。

有些科学家迫切想进入四维时空,他们是否发现了什么?

首先我简单的说下一维二维三维。目前通常说法。一维实际是指的是一条线,在理解上即为左-右一个方向.而在一个平面上的内容就是二维,只有前后左右。三维是指在平面二维系中又加入了一个方向向量构成的空间系。

如果我们把点看作零维。点动成线,线动成面,面动成体。当点移动成为线这是需要时间。成面,成体亦然。

可以得到当任何纬度在增加了一个时间的量后。就会增加一个纬度。

那么四维是什么?

从我们高纬度世界看低纬度。比如二维,一维。我可以看到一个点移动,然后变成一条线。看到了它的起点和终点。然后看一条线移动变成一个面。一个面移动变成一个体。这样我们同一时间看到低纬度的过去和现在。由此可以逆推得出,四维空间也可以看到我们的纬度的过去和现在。

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