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为什么人类能进入四维空间(人类为什么想象不出四维空间)

时间:2023-06-04 作者: 小编 阅读量: 13 栏目名: 高考资讯

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。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。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。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。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。

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。

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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