什麼是四維空間?
眾所周知,一個方向就是一個維度,三個互相垂直的方向,構成了我們所處的三維空間。
那麼簡單來說,四個互相垂直的方向,就能構成四維空間。
這第四個方向,就代表著時間。
隻是作為三維空間內的生物,我們無法對更高的維度產生直觀感受,也很難想象在xyz坐標係的哪裡,能插上第四個垂直方向。
所以,要想描述四維空間長成什麼樣子,大概隻能用光怪陸離來形容。
不過想要理解四維物體通過三維空間是什麼景象,還是有辦法的。
闡述這個過程必須先向下兼容,才能從經驗中借鑒一二。
先思考一個問題。
假如一個平麵上生活著一群二維生物,當身處三維空間的我們伸出手指碾壓平麵時,那麼它們能否看到我們三維的手指?
答案是否定的。
實際上生活在平麵上的它們,隻能看到一個點或一條線。
隻有繞著手指轉一圈,它們才能理解手指和平麵相交的截麵、即一個二維的圖形,擁有著類似於橢圓的形狀。
也就是說,當一個三維物體通過二維平麵時,不管它的立體真實形狀有多麼複雜,二維生物看到的、或是說能理解的,隻是其與該二維平麵交錯部分的一個橫截麵,相當於一個投影。
同樣的邏輯運用在四維物體通過三維空間時,我們看到的仍然是一個三維物體。
為了更好地理解,可以用形狀最簡單的球體來舉個例子。
因為沒人知道、也無法驗證四維球長什麼樣,所以這一概念隻能在數學上定義。
當我們在平麵xy坐標軸上畫一個圓形,那麼圓上某一點的橫縱坐標,和圓的半徑,可以構成一個三角形。
再根據勾股定理可得:r2=x2+y2
當移動這個圓形時,x和y的值會有增減。
而到了三維坐標係裡,多了一個方向方向,z。
勾股定理同樣成立,球麵任何一點的坐標平方和,等於球半徑的平方,這就是球體的定義公式。
即,r2=(xx0)2+(yy0)2+(zz0)2
符合該公式的形狀就一定是個球體。
接下來就輪到四維坐標係了,假設多出來的那個垂直放方向叫。
那麼四維球體的定義方程,無非就是多了一個減0的平方。
r2=(xx0)2+(yy0)2+(zz0)2+(0)2
鑒於我們隻能看到三維裡的內容,所以=0。
帶入公式整理過後,就得到了:r202=(xx0)2+(yy0)2+(zz0)2
這時我們發現,公式右邊,剛好就是三維球體的定義。
這也就剛好解釋了四維球通過三維時,我們看到的仍會是一個標準的三維球體。
具體畫麵的話,就需要想象一下了。
當一個四維球通過我們的三維空間時,我們大概率會率先看到一個小球憑空出現。
這其實是四維球的頂點,相當於我們按壓二維平麵時,剛接觸平麵形成的一個小點。
接下來四維球繼續通過,憑空出現的小球慢慢變大,直到達到四維球體最大直徑。
然後它就開始縮小,最終通過,慢慢離開了我們的世界。
是不是感覺這玩意就跟金箍棒似的,說大就大說小就小?
其實多維空間原本隻是一個數學概念、未必真實。
它體現了數學最迷人的一麵,那就是作為一種工具,數學可以幫助我們擺脫想象力的限製,教我們嘗試理解那些超出傳統概念的存在。
但此刻的邱睿,或者說“蜉蝣”敢說,隻要自己沒嗑嗨,那眼前這個位於大門後的空間,絕壁就是四維空間與三維空間的交錯麵。
好家夥,滿天稀奇古怪形狀的“如意金箍棒”啊這可是!
都擱那自顧自地變大變小就算了,立體外觀還在不斷發生轉變,應該是通過的四維物體結構極其複雜所致。
可這景象任誰看了能不感慨一句,特喵的物理學是不是真不存在了?!
站在人群最後方的蜉蝣,還沒等從震驚中掙脫出來,隻聽前方突然傳來一聲暴喝。
“你們是誰?為什麼會闖入我族的禁地?!”
看著那個一身華麗的金盔金甲、站起來足足有六七米高的安戈利亞分身,回過神來的邱睿沒有上來就選擇動手,而是先打了個包圍的手勢。
“軲轆精”們紛紛領命,立即端著武器,將目標重重圍了起來。
站在中央的安戈利亞分身見狀,隻是抽出了背在背上的那把長得跟門板似的雙刃刀,然後便再未動作,似乎並沒有對眼前這些“小矮子”們怎麼在意。
見對方如此托大,蜉蝣心知這肯定是心中有所依仗,頭盔下的黢黑麵孔更黑了幾分。
但話還是要套的,萬一對方身上有什麼綁定自身生命體征的氣爆裝置,直接弄死不還是廢廢了……
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想到這,他取下那柄熱能斧,走到圍困住對方的包圍網後,高聲說道:
“我們怎麼會進入這裡,當然是你們阿努納奇請我來的,你就是安戈利亞的孿生兄弟吧?”
沒有直接道破此人分身的身份,是蜉蝣想誘導對方誤以為自己知道的有限。
外來者?
安戈利亞的分身聞言,眉頭就是一皺。
他不相信另一個自己會讓其他人進入這裡,更何況還是一群外來者。
‘難道先前那種心悸的心靈感應,並非是空穴來風?是另一個自己被這幫人抓了,還是乾脆整座要塞都已經失陷了?’