因为在黎曼设想的世界中 , 三维空间其实就是一个球 , 在三维空间中一直延伸的直线 , 最终一定会重新返回到起点 , 因此这所有直线的长度就等于空间球体的周长 。
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而著名的广义相对论 , 正是以黎曼几何为基础设想现实生活中物质与空间的关系 。 爱因斯坦受到黎曼的启发 , 认为空间不是平的 , 而是一个曲面 , 所以拥有庞大质量的物质可以将宇宙中的空间压成一个凹陷下去的曲面 , 这就类似于一个将一个玻璃球放在绷直的保鲜膜上一样 , 保鲜膜会凹陷下去 。
而物质之间的引力 , 也是因为空间的扭曲导致轻的物体往重的物体掉落 , 道理很简单 , 重的物体能让空间扭曲的程度更加厉害 , 造成一个更加陡峭的坡度 , 所以其他的物体都会向其靠拢 。
但是由于在宇宙中所有物体本身都会有一个自带的初速度 , 在这个速度的作用下 , 轻的物体不会直接掉落到重物之上 , 而是会围绕着重物旋转 , 一圈又一圈后 , 直到初速度被消耗光了 , 才会掉落到重物之上 。
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这个空间的扭曲 , 是我们可以在太空中观测到的 , 最常见的就是地球围绕太阳转 , 不然无法解释这种现象 , 太阳毕竟没有用绳子牵住地球将它甩得转起来 , 在物理的世界中 , 任何现象都必然会有其原因 。
爱因斯坦的相对论证明了空间的扭曲 , 也证明的黎曼几何的正确性 , 所以我们可以根据数学进行推论 , 这个世界很有可能是存在第四个纬度的 。
但问题是 , 人类作为三维生物 , 我们无法观测和感受到四维空间的存在 , 甚至我们都无法真正想象到四维空间是什么样子的 。 一个点上有四根线相互垂直的空间 , 就是四维空间 , 拿出我们的三维坐标图 , 相信大家想破脑子也想不出如何画出第四根相互垂直的线 。
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如何认识四维空间
在著名科幻小说《三体》中 , 就曾描述过四维空间的存在 , 乘坐飞船逃离地球的人类 , 正是借助四维空间的力量 , 进入到坚不可摧的三体水滴探测器 , 从内部将其破坏 。
由此可见 , 四维空间相比于三维空间最大的区别 , 其实就是没有内外之分 。 但是我们是无法想象出一个没有内外之分的世界长什么样的 , 人类的想象其实都是基于现实发散思维的 , 现实中完全不存在的东西 , 也就难以进行描绘 。
因此要想认识四维空间 , 我们必须借助一点工具——二维空间 。 如果让大家想象二维空间肯定很简单 , 因为我们都曾亲眼见到过二维空间——一幅画 。
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