[技术分析] 关于四维空间：克菜因瓶，莫比乌斯环

蓉儿

下载 (7.06 KB)

2012-1-15 15:04

下载 (10.24 KB)

2012-1-15 15:04

关于四维空间神秘性质的探讨

事实上，时间维是独立于空间维的，一维空间也有时间，二维空间也有时间 ，三维空间也有时间，三维空间加上一维时间构成一个四维时空，这并不等 同于纯粹的四维空间。黎曼几何之后的高维几何学已经发展了很多年，在超 弦理论里宇宙的结构是九维空间加一维时间，而M理论里宇宙是十维空间加 一维时间的十一维时空结构。 那么，四维空间究竟该怎样理解呢?如上图，两条互相垂直的直线构成了一 个二维空间坐标轴;想像第三条直线穿过交点并垂直于前面两直线，就形成了 一个三维空间的坐标轴;现在，想像有第四条直线从交点穿过，并且垂直于前 面三条直线，就形成了一个四维空间坐标轴。然而，这条直线是不可能在三 维空间里图出来的，它实际上延伸到坐标轴交点内部的四维空间中(在三维 空间里，有前后左右上下六个方向;而在四维空间里，还要多出“里”“外” 两个方向)。以此类推，如果有第五条直线垂直于前面四条直线，那么它必 定存在于五维空间中。

前面是关于四维空间的描述，接下来我们再讨论一下四维图形。以三角形为 例，在二维平面里，正三角形有三个顶点，并且假设边长等于1(图1);如果有 第四个顶点与前面三个顶点的距离都等于1，那么这个点必定存在于三维空 间中，构成一个三维的正四面体(图2);以此类推，如果有第五个顶点与前面 四个顶点的距离都等于1，那么这个点必定存在于四维空间中，构成一个四 维的“超四面体”。因为这个图形无法在三维空间里画出来，我们只能用投 影的方式研究它的性质。

有了上面的基础，我们开始探讨四维空间的一些重要性质及相关的神秘现象 ，因为这些图大都无法画出来，所以只能靠想像了。

1.三维切体与UFO变形

如同大家所熟悉的，如果用一个二维的平面去截取一个三维物体，从不同的 角度切割会得到各种各样不同的平面图形。同理，如果用一个三维空间去切 割一个四维物体，也会得到各种各样不同形状的三维“切体”。我们经常看 到UFO报告里提到某些UFO具有“变形”的能力，高速运动尚可以接受，但 变形就很难理解了。或许，这并不是因为它们真的在变形，而是因为这些 UFO是四维结构的，我们所看到的不过是它自转的时候被我们所在的三维空 间“切割”得到的不断变形的 “切体”。(至于UFO为什么要自转，用广义 相对论解释就是模拟重力;还记得007电影《太空城》里面，当那个环形宇宙 空间站停止自转的时候，里面的人都因为失重飘了起来)

2.高维全貌与天眼

假设你是一个二维的平面人，生活在清明上河图里，你眼中的世界会是什么 样子呢?是点和线!没错，你所看到的只能是一个由杂乱无章的点和线组成的 世界，而只有到了三维世界，你才会发现那是一幅精美的图画。这也就意味 着，一个人只有到了更高维的空间才能一览无余地看到所在空间的全貌;我们 生活在三维空间里，但实际上我们看不到这个空间的全貌，如果我们在四维 空间里观察这个世界，某些看似杂乱无章的古代遗迹可能就会变成一幅奇妙 的图画。

还有类似“天眼”的现象。某些宗教修行到了一定阶段的人，能够坐在一间 屋子里却看到整个城市——并不是像望远镜那样逐区扫描，而是一览无余地 看到所有建筑、街道和行人。一个人即使视野再宽，想看到一个建筑的所有 侧面也要绕着它走一圈，但是开了天眼的人却可以“同时”看到这个建筑的 360度，这或许是因为此人的意识暂时进入了四维空间，在四维空间里观察 三维空间的结果。

3.内部空间与透视

想像纸面上有一个细胞切面，如果你是一个二维的平面人，除非刺破它，否 则永远看不到这个细胞里面有什么。然而我们在三维空间却可以一眼看到这 个细胞的内部结构。这就意味着，在低维空间里原本属于内部的东西，到了 高维空间都会变成外部的(前面三角形变四面体，四面体变超四面体的例子 也展示了这种性质)。再形像一点说就是：低维空间不过是高维空间的表皮! 由此我们再联想到一些透视的例子，如果一个人的视觉能够穿越维度的话， 那么看到另一个人的内脏是很自然的结果(当然透视可能并不都是这种原因) 。

4.封闭空间与穿墙术

在一个二维平面里，如果想围住一个人只要用一个封闭圆圈就可以了，但如 果这个人能够进入三维空间就可以轻易跳出这个圈子。以此类推，在三维世 界里用一个封闭空间就可以隔离一个人，但如果这个人能够进入四维空间也 可以轻易跳出这个三维空间的隔离，这或许就是某些穿墙术的原理。

5.梅尔卡巴的高维扩展

熟悉神秘学的都认识左图是一个梅尔卡巴，又叫六芒星，是形成宇宙的基本 结构之一。它由两个相交的正三角形构成，有六个顶点并且内接于一个圆形 。但实际上那只是梅尔卡巴在二维平面的投影，梅尔卡巴本身是多维的，在 每个维度的空间都有不同的展现。右图就是三维空间的梅尔卡巴，是由两个 正四面体相交得到的“星形四面体”结构，有八个顶点并且内接于一个球体 。由此我们可以联想，四维空间的梅尔卡巴是由两个相交的超四面体形成的 “超星体”结构，有十个顶点并且内接于一个四维超球体之中。可见，某些 神秘学几何图形如犹太教的卡巴拉、古印度教的梅尔卡巴、苏菲秘教九宫图 、佛教曼陀罗、道家阴阳太极图等其实都是在二维平面上的简化版，真正的 结构和意义要复杂得多。

6.莫比乌斯环、克菜因瓶及宇宙的边界

一个纸条有正面和反面，如果不充许从边界绕过去，有没有办法从一面到另 一面呢?有，就是把这个纸条的一端扭转180度再和另一端连接起来，形成一 个莫比乌斯环(如上面左图)。实际上，这个扭曲的二维结构是没有正反面之 分的，仔细观察就会发现，只要你在这个纸面上沿着一个方向走，就能够经 过这个纸条的所有位置并且回到原点。然而，莫比乌斯环表面虽然是一个二 维结构，但是它本身却只能在三维空间存在。 那么三维空间有没有对应的结构呢?有，就是克菜因瓶(如右图)。在这个奇怪 的管状物里行走，你能经历所有空间的正面和反面。其实这只是一种简化的 表示，真正的克菜因瓶是不可能在三维空间里画出来的，因为它本身存在于 四维空间。克菜因瓶好像有一个与自己相交的部分，然而在四维空间它并不 相交，就像莫比乌斯环在三维空间不相交一样。 事实上，我们的宇宙就是一个由扭曲的空间形成的克菜因瓶结构。这个宇宙的大小是有限的，但是并没有边界，你沿着同一个方向走会经过该直线上所 有空间的正面和反面并且回到起点。

7.超球面、内层空间与卡萨拉行星门

既然这个宇宙是有限且没有边界的，那么从一个位置到另一个位置是不是只 能靠漫长的太空旅行呢?当然不是。前面已经论述过，宇宙本身是多维的，而“低维空间不过是高维空间的表皮”。因此，虽然我们这个三维空间看起 来很充实，但实际上只是四维空间“超球面”的一部分，黑洞就是穿越球表 面的洞。在这个超球体内部还有空间，是三维世界永远无法到达的，称为“ 内层空间”。内层空间有很多小的“入口”和“接线”，类似于虫洞从表面 的一个位置连接到另一个位置，或者从一个维度连接到另一个维度，这些就 是GA所说的卡萨拉行星门，也是UFO穿越时空的主要方法之一

马丁

9维
String theorists squeeze nine dimensions into three
Simulation suggests extra spatial directions failed to thrive
By Devin Powell
Web edition : Friday, January 13th, 2012

A simulation of the early universe using string theory may explain why space has three observable spatial dimensions instead of nine.

The leading mathematical explanation of physics goes beyond modern particle theory by positing tiny bits of vibrating string as the fundamental basis of matter and forces. String theory also requires that the universe have six or more spatial dimensions in addition to the ones observed in everyday life. Explaining how those extra dimensions are hidden is a central challenge for string theorists.

“This new paper demonstrates, for the first time, that our 3-D space appears naturally … from the 9-D space that string theory originally has,” says Jun Nishimura of the High Energy Accelerator Research Organization in Tsukuba, Japan. He and his colleagues will publish their findings in an upcoming issue of Physical Review Letters.

In the simulation, the universe starts off as a tiny blob of strings that is symmetric in nine different dimensions. As the strings interact, a random energy fluctuation — provided by the quantum laws that govern these small scales — breaks the symmetry. Three dimensions balloon outward, leaving the other six stunted at a billionth of a trillionth of a trillionth of a centimeter, far too small to be detected.

Applying string theory to the beginning of the universe in this way has long proven difficult. That’s because the math included in traditional versions of the theory can be solved only when strings interact weakly at low temperatures, not in the seething maelstrom that existed moments after the Big Bang.

To tackle the extreme energies of the Big Bang, Nishimura and his team had to recast one version of string theory, called IIB, as grids of equations that could be fed into a supercomputer. Limited by the power of this computer, the researchers could track the interactions of no more than 32 strings for the first split second of history.

For some physicists, this way of approximating string theory is too oversimplified to be believable. “Frameworks like the one they're using … lack a lot of other stuff that goes into trying to make a realistic model,” says Shamit Kachru, a theoretical physicist at Stanford University.

To prove the usefulness of the new approach, Nishimura’s team will need to study times much later in the universe’s history, comparing their results against real observations of how matter is distributed across the universe.

snowrider

我的梦想是，穿越去看看你，回来告诉你 你老了以后的样子：一小老头看着热狗摊
蓉儿 发表于 2012-1-16 12:46

蓉兒怎知老秋是男的
搞不好是女的!

蓉儿

很久没来，蓉儿都研究这莫高深的东西了。
shanquandaohai 发表于 2012-1-16 06:59

    这个不算高深的， 你不觉得很好玩？

蓉儿

不是说大学都扩招了吗？

360行，行行有人做的
秋之皓月 发表于 2012-1-16 15:04

    你研究的东东真是广泛啊，，，:sweat?

秋之皓月

不是说大学都扩招了吗？

360行，行行有人做的

蓉儿

回复 20# ctcld


    你是说他应该改名叫四维姐。。。

蓉儿

回复  蓉儿

不晕，每年回去找年轻妹妹享受青春

挖哈哈哈
秋之皓月 发表于 2012-1-16 14:11

    那，各地的天上人间一关门，高档妹妹都木有了。。。

秋之皓月

回复 27# 蓉儿

不晕，每年回去找年轻妹妹享受青春

挖哈哈哈

farshine

小老头心想： tmd， 老子年轻的时候没钱， 现在有钱有个屁用？ 看着国内一个个小老头中老头在那翻 ...
蓉儿 发表于 2012-1-16 13:35

蓉儿

小老头望着源源不断的零钱，浑身抖擞，咋办？咋办？
秋之皓月 发表于 2012-1-16 13:16

    小老头心想： tmd， 老子年轻的时候没钱， 现在有钱有个屁用？ 看着国内一个个小老头中老头在那翻云覆雨气晕了， 只有感叹了

秋之皓月

小老头望着源源不断的零钱，浑身抖擞，咋办？咋办？

蓉儿

回复 23# farshine


    小老头哆哆嗦嗦的数着手里的零钱

farshine

我的梦想是，穿越去看看你，回来告诉你 你老了以后的样子：一小老头看着热狗摊
蓉儿 发表于 2012-1-16 12:46

farshine

我的梦想是，穿越去看看你，回来告诉你 你老了以后的样子：一小老头看着热狗摊
蓉儿 发表于 2012-1-16 12:46