Fw: [問卦] 高維度空間到底是什麼概念?
※ [本文轉錄自 Gossiping 看板 #1Nd8ZR9K ]
作者: jfsu (水精靈)
標題: Re: [問卦] 高維度空間到底是什麼概念?
時間: Sat Jul 30 19:00:34 2016
※ 引述《karta2046523 (噓我者奈米屌)》之銘言:
: 本帥哥有個小疑問
: 不管是肥宅 潮潮 母X 只要是人類
: 都是是活在三維+一維時間的空間裡面
: 四維空間理論上是可以看到自己的過去跟未來的
: 五維以上的我不能理解
: 有個理論主張是有到十一維的空間
: 到底五維到十一維的空間概念是怎樣
: 有沒有誰能解釋一下?
這篇充滿維度的文章...是何等的勤勉!!
原po一定是愛...愛的信徒!
看到這份愛,卻這麼晚回應的我是怠惰啊!
身為科普的使徒!必須要回應這份愛啊!!是愛啊!!!
啊啊啊.....大腦在顫抖顫抖顫抖抖抖抖抖抖
咳~別說你無法理解,任何人也是無法理解五維以上的空間。
在此,先說明一下為何我們看不到高等次元。基本上,這不是眼睛有問題,所以不用
去找眼科。
你之所以能感受到三維空間(或是稱作三次元)這樣一個概念,其實是出於人類的本能。
舉例來說,當你扮成搶匪走進銀行內,就可以馬上辨識出櫃檯、匯率板、攝影機等
擺設,甚至是正妹行員這種可愛又迷人的角色。簡單來說,我們光靠本能就可以將
這些物體的長、寬、高描繪出來。(這類的計算,只是在潛意識內進行,我們當然
不會意識到運算過程,這是長久以來為了求生存而演化的結果。如果,我說如果,
要是你能意識到大腦正在進行種種運算,身體早就癱瘓得無法行動。)
三次元的本能觀念,打從出自娘胎就已經根深柢固在我們腦海之中。愛因斯坦加入了
時間次元,將它擴充成第四次元。(物理學家稱超越長、寬、高的空間次元與時間次元
為第五次元或是高等次元。)
回到最開始的問題,別說是理解了,高等次元的空間我們根本看不到它,如同怠惰的
司教培堤爾其烏斯的權能「不可視之手」。高等次元的各個維度空間是不可視的,
無論你怎樣嘗試都做不到,更別說是去想像它的存在。雖然如此,我們仍可以用
數學公式來描述,電腦也可以解出多次元空間公式。
之所以看不到高等次元的原因是來自於演化的意外發展。剛才提過,關於三次元的
概念是一項本能,大腦也就是為了應付這樣的狀況才演化成目前的結果。千萬年前,
一隻老虎朝你撲來,本能會讓你作出反應,看是拔腿狂奔或是作出反擊;而到了現代,
遠方一輛失控的車子朝你衝來,本能仍是告訴你,看是要選擇躲避還是打卡留言。
擁有這些技能,就代表你能在世上多活上一陣子。只不過,人類並沒有擁有應付在
四次元以上遇到威脅時的能力,因為老虎或是車子並不會從第四次元衝出來。
再者,之所以主張高等次元的理由是,三次元太小了,無法描述宇宙所有的自然定律;
多增加一個次元可以簡化、統合這些定律。舉例來說,古代戰爭的第一守則就是
佔領高地。從一個二次元的戰場,跳換成三次元的視野,所有的戰鬥都可以清清楚楚
地統整成單一場景。再不然,想像你是某遊戲新手玩家,當你取得「開圖」技能之後,
處在「上帝的視角」來看整張地圖,仿佛有一種天大地大我最大的感覺。
愛因斯坦就是利用這個化繁為簡的原則,發現時間是第四次元,並證明了空間與時間
可以統整為一,之後更是發展出將以這兩個為測量基礎的物理量整合在一起,如:
質量與能量。(E=MC^2就是因此得來。)
高等次元的第一個理論是克魯查-克萊因理論(Kaluza-Klein Theoy)。這兩位科學家
發展出重力新理論,認為光其實是第五次元的振動。光可以穿越真空是因為真空是存在
於四次元空間與時間裡。只要我們再多增加一個次元(即第五次元),重力與光將
統合在一起。
過去半個世紀以來,克魯查-克萊因理論的矛盾終於被破解了,而帶領這股潮流的
就是超重力理論(Supergravity theory)或超弦理論(superstring theory)等學說。
科學家相信,唯有研究高次元(超空間理論),才能創造出統一各個自然定律的
大一統理論。
ps1.超弦理論預測了時空的次元數:十次元。
ps2.採用十次元的原因在於科學家可以有足夠的「空間」來容納四個基本作用力,
也可以解釋目前粒子對撞機所產生的一堆粒子。
如果你問,我們存在的宇宙是否存在於高等次元內?基本上,目前還無法以實驗證實,
不過,有個人曾經這樣說,「我對普通的人類沒有興趣,你們當中要是有外星人、
未來人、異世界人以及超能力者的話,就儘管來找我吧!」
最後,關於高維度空間問題,在一百年前就已經在討論了,當時關於第四次元的各種
論點可是非常夯(小說、魔術、鬼魂、神佛...)。有一位叫欣頓(Hinton)的數學大師
把第四次元具現化並通俗化地介紹給大家認識。他使用三種方式把高等次元物體
圖象化:投影、橫切面與展開,實至今日,他的這三個手法仍是目前科學家用來
理解與研究高等次元的方式。達利與畢卡索的作品也深受第四次元的影響。
當然,這又是另一個有趣的話題。
reference:
1.不可能的物理學
2. http://www.awaker.org/a/yishiyukexue/kexuetansuo/2013/0401/7029.html
免費的線上科普漫畫:
物理萌史 http://physicstory.pixnet.net/blog
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工程師其實是一種很勤勉的生物啊~勤勞地賣肝,勤勉地工作,主要是勤奮地血尿
爆肝實在是太棒了...。
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※ 編輯: jfsu (180.177.15.128), 07/30/2016 19:01:01
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