人类为什么想象不出四维空间?先弄明白三维空间再说!


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人类为什么想象不出四维空间?先弄明白三维空间再说!


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人类为什么想象不出四维空间?先弄明白三维空间再说!


我们生活在三维空间(四维时空)里 , 很熟悉三维时空里面的一切 。 但生活在三维空间的人类并不满足 , 常常渴望更高维度的空间 , 想知道那里到底是什么样子 。
但一个残酷的现实是 , 别说是四维空间了 , 我们连三维空间都没能真的掌握 。
你可能会不服气 , 但事实正是如此 。 举个例子 , 人类经常玩各种棋类游戏 , 比如说围棋 , 象棋 , 军旗等 。
不管是围棋 , 象棋还是其他棋类 , 游戏的本质其实就是处理二维空间(二维平面)的能力 , 虽然棋子都是立体的(三维) , 但游戏的本质还是二维空间的处理理解能力 , 属于二维游戏 。
但即便是二维游戏 , 能玩好的人也并不多 。 想象一下 , 如果把棋类游戏 , 比如说国际象棋设置为三维空间游戏(如下图) , 估计没有几个人能弄明白 , 更没有谁想玩这样的游戏 。

因为三维空间游戏对于我们人类大脑来讲 , 实在太难 , 太复杂了 。
但这并不能说明什么 , 因为我们的大脑本来就不是来玩棋类游戏的 , 人类大脑的作用其实就是为了生存繁衍 , 理论上只要满足这两点就可以了 , 而棋类这种游戏属于额外的“附赠品” , 有没有对于大脑来讲无所谓 。
还有一点 , 虽然我们生活在三维空间这点并不假 , 但人类想要真正掌控三维空间是相当难的 。
一个现实中的例子能很好说明这一点 , 比如说在各种制图绘图中 , 我们总是习惯于把三维的制图拆分为二维的制图 。 将三维制图投影到三个二维平面上 , 这就是我们经常所说的正视图 , 侧视图和俯视图 , 只有二维的东西才符合人类的思维能力方式 。

其次 , 我们平时看到的所谓三维人类为什么想象不出四维空间?先弄明白三维空间再说!物体 , 本质上是二维的 , 因为我们的视网膜就是二维的 , 结果就是我们不可能真正看到三维物体 , 看到的只是二维的投影罢了 。
那么为什么我们看到的二维投影看起来如此立体呢?如此具有三维感呢?
其实三维物体的二维投影 , 只不过是上下颠倒的影像 , 但是这并不是问题 , 我们的大脑会就这种颠倒影像纠正过来 。
而我们的两只眼睛处于一个平面上 , 如此一来 , 左右两只眼睛看到的影像会有所不同 , 大脑把两个不同的影像进行重叠处理之后 , 就得到三维立体影像了 。

事实上 , 日常生活中 , 我们经常看到在二维平面上(比如说一张纸 , 或者地面上)可以画出非常逼真的三维事物 , 比如说在马路上画上一条很深的沟 , 就能骗过路过的行人 。 或者说在一张纸上能画出一个立体杯子 , 这充分说经我们看到的三维立体事物 , 其实是一种幻觉 。

理解了这点 , 理论上就可以利用投影的方式制造出四维虚拟影像 。
我们的大脑不可能模拟出四维事物 , 因为无论如何我们都不可能想象出现实中不存在的事物 , 我们能想象到的事物 , 都可以在现实世界中找到“标本” 。 不过运用数学几何 , 可以把复杂的问题简单化 。
比如说 , 可以利用立体投影技术 , 制造出四维立体电影 。

想想看 , 我们能在二维平面上制造出三维立体幻象 , 同样地 , 四维空间生命(假设存在)也能在三维空间中创造出四维空间幻象 , 创造一个四维立体幻觉 。 但需要四维生命的视网膜是三维视网膜 , 这样就可以合成加的四维图像了 。
【人类为什么想象不出四维空间?先弄明白三维空间再说!】更高维度的空间也可以用同样的方式进行类比 , 比如说著名的卡拉比-丘成桐 , 就是六维空间 , 不过这种东西更多地体现在数学上 , 现实生活中我们的大脑很难去想象!

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