當(dāng)年3D電影剛剛出現(xiàn)的時(shí)候，大家都感覺十分新奇，畢竟曾經(jīng)生活在平面上的人物竟然能看起來(lái)這么立體。

在多年的發(fā)展之下，3D電影已經(jīng)不再稀奇了，許多城市商圈的街頭甚至出現(xiàn)了更加逼真、令人嘖嘖稱奇的裸眼3D。

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裸眼3D

可見，3維的世界已經(jīng)讓大家十分著迷了，而當(dāng)?shù)聡?guó)數(shù)學(xué)家證明4維空間真實(shí)存在之后，一直生活在3維當(dāng)中的人們便十分好奇，4維空間到底是什么樣的，當(dāng)人進(jìn)入其中又會(huì)變成啥？

黎曼幾何與相對(duì)論

首先我們來(lái)聊聊是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了四維空間的存在。

在1854年時(shí)，一名叫做黎曼的德國(guó)數(shù)學(xué)家發(fā)表了《論作為幾何學(xué)基礎(chǔ)的假設(shè)》的文章，正式創(chuàng)立了黎曼幾何。黎曼幾何高度概括了當(dāng)時(shí)非歐幾何的成果，使得非歐幾何漸漸被人們接受。

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黎曼

作為數(shù)學(xué)王子高斯的得意門生，黎曼不僅繼承了自己老師在曲面內(nèi)在微分幾何當(dāng)中的研究，還將曲面的概念擴(kuò)展到了流形上，對(duì)此前的理論實(shí)現(xiàn)了超越。

在成功引入流形之后，黎曼的“格局”一下就打開了，直接跳出了三維空間的桎梏，為高維幾何的研究和發(fā)展鋪平了道路。

根據(jù)曲面上弧長(zhǎng)的計(jì)算公式，就可以建立起內(nèi)蘊(yùn)幾何。

而黎曼在上文提到的文章中做出了全新的假設(shè)，即把二維曲面擴(kuò)展為“n維流形”，并且將該公式當(dāng)中的系數(shù)擴(kuò)展成了“黎曼度規(guī)”，以此來(lái)進(jìn)行計(jì)算和丈量。并且也通過這種創(chuàng)新的論證，證實(shí)了空間不止是人們看見的三維。

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n維流形

總之，黎曼幾何不僅豐富了“曲率”的概念，還因?yàn)槔杪纫?guī)的應(yīng)付，使得黎曼幾何完全不同于歐式幾何，成為了更“局部”的幾何。

在這種情況下，大家研究空間中任何一塊地方，都能從而推導(dǎo)定義出整個(gè)空間的概念。

其次，黎曼幾何不僅局限于數(shù)學(xué)，他還進(jìn)行了相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)，將二者聯(lián)系在了一起。

并且給出了影響愛因斯坦的預(yù)言，即“或者現(xiàn)實(shí)的空間是離散的流形,或者在作用于流形的束縛力下, 必須在流形之外尋找決定度量關(guān)系的基礎(chǔ)”。

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黎曼幾何的局部

愛因斯坦建立廣義相對(duì)論的時(shí)候，就受到了黎曼幾何的啟發(fā)，并且引入了它，解釋了四維空間當(dāng)中的幾何結(jié)構(gòu)和物質(zhì)分布運(yùn)動(dòng)是存在“密切聯(lián)系”的。

可見，黎曼對(duì)于相對(duì)論的貢獻(xiàn)非常大，同時(shí)對(duì)人們更深入探究四維空間也提供了理論基礎(chǔ)。

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愛因斯坦受到的啟發(fā)

不過，以咱們?nèi)S的視角，其實(shí)很難理解四維空間的樣子。只能展開想象，再以一些現(xiàn)實(shí)的理論為依據(jù)做出猜測(cè)。

當(dāng)人進(jìn)入四維空間

我們對(duì)高維空間的想象，其實(shí)大部分源于對(duì)現(xiàn)有維度以及低維度的認(rèn)識(shí)。像一維就是一條線，二維就是只有長(zhǎng)和寬連接的平面世界。三維世界則有了立體的概念，也正是這種情況讓我們看萬(wàn)物更加鮮活。

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各個(gè)維度

至于四維空間的狀況，許多科學(xué)家認(rèn)為第四個(gè)維度應(yīng)該就是人們覺得無(wú)法挽留和把握的“時(shí)間”。在四維空間當(dāng)中，時(shí)間的流動(dòng)也變成了“具體”的。

實(shí)在無(wú)法想象出這種情況的人，可以以《星際穿越》當(dāng)中男主在進(jìn)入多維空間后，看到的“明確時(shí)間軸”為樣本。

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《星際穿越》劇照

因此，四維空間當(dāng)中可能有以時(shí)間為基本坐標(biāo)的存在。

那么，作為三維生物的人在進(jìn)入四維空間之后，首先就需要經(jīng)歷“坐標(biāo)重組”的折磨。至于這個(gè)重組的過程中，四維會(huì)將三維物體改造成什么模樣，是我們無(wú)法預(yù)測(cè)的。

以將二維生物的“紙片”狀變成三維立體的現(xiàn)狀來(lái)看，這種變化肯定不好受。在經(jīng)歷重組之后，恐怕就不能再被稱之為人了。

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經(jīng)歷“重組”

不過，如果能夠順利的扛過重組，那么人將會(huì)清晰地感受到“時(shí)間”的存在。在三維世界中只能朝著一個(gè)方向流逝的時(shí)間，在那時(shí)就有了“方向”，成為了具體的東西。

值得一提的是，就算人類進(jìn)入四維空間之后真的能感受到時(shí)間的變化，也無(wú)法如想象中那樣隨意“操控”。

因?yàn)榫退惚恢亟M，我們的認(rèn)知也不會(huì)驟然提升到四維的高度。在這種情況下，就極有可能出現(xiàn)，你看到或者感知到一些不同尋常的存在，卻無(wú)法“理解”它們。

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維度不同，認(rèn)知受限

這一點(diǎn)就像是螞蟻看人類世界的高樓大廈一樣，生活在街道旁蟻丘當(dāng)中的螞蟻永遠(yuǎn)都無(wú)法理解人類在忙活什么，高樓大廈是什么。因此屬于三維生物的人類，看四維空間的事情時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)和螞蟻一樣“迷?！?/strong>的情況。

可是人類就喜歡挑戰(zhàn)不可能，所以哪怕明白存在“降維打擊”這種殘酷的情況，科學(xué)家依舊想從多維空間中探索出更多的自然科學(xué)，并且想讓這些科學(xué)服務(wù)于咱們所處的三維空間。

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發(fā)揮“想象”

多維空間中自然科學(xué)的探索

首先，咱們需要了解一下，所謂多維空間的進(jìn)入方法。

按照愛因斯坦《相對(duì)論引論》當(dāng)中的描述來(lái)看，質(zhì)量在接近光速的時(shí)候才會(huì)發(fā)生變化。所以答案很明顯了，只有速度達(dá)到光速或者是絕對(duì)接近光速時(shí)，咱們才有可能進(jìn)入四維空間。

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光速飛行是先決條件

四維空間當(dāng)中包括了無(wú)數(shù)的三維空間，并且每個(gè)維都是相互垂直的存在，在這里質(zhì)量的穿越相對(duì)自由。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們?nèi)松?dāng)中每個(gè)年齡段經(jīng)歷的場(chǎng)景和事件就是擁擠在四維空間當(dāng)中的組成部分。

在三維空間中你無(wú)法循著事件回溯過去，但到了四維空間中卻能夠輕松做到。當(dāng)然，從某種角度來(lái)說(shuō)，那時(shí)的你也已經(jīng)不再是“人”了，而是更高級(jí)的四維生物。

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三維空間和四維空間的區(qū)別

其次，如果人類一直想象下去，不僅是四維空間，五維、六維甚至是十維空間都是有可能存在的，這里面的維度指標(biāo)可能會(huì)變成信息維、意識(shí)維等等。

如果人類能夠進(jìn)入其中并認(rèn)識(shí)到這一問題，那么就說(shuō)明我們出現(xiàn)了“進(jìn)化”。這個(gè)進(jìn)化當(dāng)然不是指某些器官發(fā)生了進(jìn)化，而是指的生命進(jìn)入了更高級(jí)的狀態(tài)。

換句話說(shuō)，現(xiàn)在的你需要以三維的“軀體”為載體活著，而到了以意識(shí)為維度的更高維度的空間當(dāng)中，軀體就消失了，所有人都以“意識(shí)”的形態(tài)存在。

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以意識(shí)的方式存在

這樣來(lái)看的話，許多宗教當(dāng)中所說(shuō)的靈魂歸處或者說(shuō)飛升，應(yīng)該就指的是進(jìn)入更高維的空間。這意味著三維空間當(dāng)中的你雖然“死”了，但是在更高維度的空間當(dāng)中，你卻活著。

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宗教中的“修煉飛升”

科學(xué)家認(rèn)為多維空間的研究有利于人們更科學(xué)的把握物質(zhì)規(guī)律，甚至找到所謂的大一統(tǒng)理論。持續(xù)研究將會(huì)帶給我們層出不窮的啟發(fā)，指引著生命和文明朝著更高級(jí)的方向走去。

不過，就算未來(lái)我們能夠在多個(gè)維度的空間中穿梭，也要在實(shí)行這種行動(dòng)之前做好萬(wàn)全的準(zhǔn)備。

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多維時(shí)空

穿梭空間的準(zhǔn)備

別看電影中人們?cè)诟鱾€(gè)維度的空間中來(lái)去自如，十分自在。但以現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)，可沒有這么簡(jiǎn)單。大家可能覺得穿越到四維空間或者高維空間很難想象，那我們就用抵達(dá)低維空間來(lái)舉例。

當(dāng)屬于三維世界的人類進(jìn)入只有平面的二維直接會(huì)發(fā)生什么呢？

你會(huì)感受到本來(lái)立體的你開始慢慢地紙片化，而這個(gè)過程中你體內(nèi)的器官等部分會(huì)經(jīng)歷怎樣“扁平化”的擠壓就顯而易見了。

所以，別瞧不起低維空間，如果進(jìn)入其中意味著要被同化，那么低維空間相較于高維空間來(lái)說(shuō)，對(duì)人類身體上的改造和傷害可能會(huì)更加明顯。

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被二維空間壓縮成“紙片人”

至于進(jìn)入高維空間，可能要做的更多的就是心理建設(shè)了。畢竟到那里，人依舊有可能出現(xiàn)，看得到其他維度坐標(biāo)，卻依舊無(wú)法動(dòng)彈的情況。那時(shí)的我們，大抵會(huì)被困在高維的時(shí)間長(zhǎng)河中“長(zhǎng)生不老”吧。