四维空间的假想 - 我思我在 - 轩辕春秋文化论坛 20周年


	慕容剑 (坤恸幽珏)


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#1

发表于 2005-11-14 16:09 资料个人空间短消息看全部作者

我们生活的空间，有宏观和微观两种形式。微观和宏观一直是科学家两个不同的研究方向。微观方面，科学家不断提出更小，更精确的理论，并不断证实并完善了这些理论。仅以原子模型为例，从最早的道尔顿实心球模型，经历了汤姆森枣糕模型，卢瑟福模型，到近代的电子云模型。原来被认为不可分割的原子被分割成更小的单位。宏观方面，人类的认识从地球到了太阳系，到了银河系，乃至整个宇宙，这就是所谓的三维空间。从宏观和微观两个不同的角度来看，一样的我们看到的是完全不同的生活，就我们人而言，所谓“坐地日行八万里”，小到电子，恐怕行八万里不过须臾，再大到宇宙，亿万年方有今日的光景。当我们没有坐在显微镜前，或是哈勃望远镜前，谁又肯相信我们的世界是这样的呢？同样的，当我们习惯了生活在一个三维空间里，谁又能想象一个四维空间呢？
回忆我们学数学的经历，从一维的线到二维的面，再到三维的体，我们都能轻而易举地给出实际的事例或是图形，但到了大学接触线性代数时，我们学到了N维向量，老师再也不能给出直观的事例了，一切只能凭想象，就好像是你身体里的一个原子在想象你的全身，维数的变化，不再是量的积累，而已经突破了质的飞跃。
那么会不会有四维空间的存在呢？我想答案是肯定的，并且我们有时候，或者说根本就生活在一个四维的空间里。姑且假设这个四维空间是存在的吧，那么，这个第四维究竟是什么呢？其实，就是我们最熟悉的时间。
先从物理学的角度来分析时间与空间的关系。物理学中，时间是七大基本物理量之一，很多单位的定义都与时间有关，同时，时间又是与空间（这里指三维或三维一下的空间）关系最密切的物理量，这表现在：
1. 时间与空间是最普遍的物理量，而它们的运算关系能构成很多常用的物理量，如速度，定义为路程（一维空间中的长度）/ 时间。
2. 时间和空间可能存在某种转化的关系。按照近代物理的假设，当物体超光速运动时，有可能实现时光倒流，而此时，物体的体积将被压缩。让我们看看这些物理量，速度（m/s）、时间（s）、体积(m^3)，当它们之间存在某种转化关系时，是否也意味着时间和空间在某种条件下的转化呢？
3. 近代物理表明，光具有波粒二象性，那么时间和空间是否又是同一种物质的两种不同的表现形态呢？这样的话，时间根本就不是第四维，而是三维的某种组合？抑或是时间其实就等同于空间，正如三维空间中的x,y,z轴并没有固定的的，这样，时间就自然成为了等同于那三维的第四维。
再让我们看看一个奇怪的例子：曾经有位飞行员说，他有一次在高空飞行时，突然看见了二战时期的飞机。我们姑且认为他没有说谎，那么用时间的四维理论恰好能解释这个现象。人们总是认为自己在三维的世界里而忽视了时间这个第四维，也就是说，他们看到他们自己在三维空间里活动，而与此同时，那个时间的第四维也悄悄地在它的轨道上运动着。当时间轨道相交时，不同时代里的事物竟在同时出现了，但这只是瞬间的现象，立刻的，时间轨道又分开成两支，所以眼前的景象转瞬即逝，飞行员看到二战时期飞机的景象也不能永久的保留下来，好像是幻觉一样。也许这样说不够直观，让我们看个图：假设这条曲线是时间轨道，为了方便理解，我们把它比作数轴，但是一条弯曲的数轴，箭头方向代表时间延续的方向，我们假设那个飞行员是在2005年看见了1943年的飞机，如图所示的A点，是这条轴的交点，它既代表了1943年，又代表了2005年，那么二战时期的飞机就在现在的飞行员眼里出现了，同时，我们也认为，二战的飞行员也看见了现代的飞机。
当然，我们不知道时间的轨道如何，也不知道下一个时刻又和过去或未来的哪一个时刻相交，所以，当我们看到不属于现代的景物出现又消失了，很可能是时间这个第四维在搞鬼。

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#2

发表于 2005-11-14 16:10 资料个人空间短消息看全部作者

我自己随便画了个图，不知道怎么贴出来，请版主指教。

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#3

发表于 2005-11-15 18:24 资料个人空间短消息看全部作者

昏死了，只是随便的一个假想，没有一点理论根据，居然引出好多物理高人。

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