人類(lèi)的世界,或者說(shuō)我們所生存的這個(gè)宇宙空間,是由具有長(zhǎng)、寬、高組成的三維立體空間外加一條時(shí)間軸后從而組成的第四維空間,簡(jiǎn)稱(chēng):四維空間。
四維空間的出處:
所謂的四維空間,多是指愛(ài)因斯坦的《狹義相對(duì)論》中所提及的“四維時(shí)空”的時(shí)空概念。確切地說(shuō),愛(ài)因斯坦的《狹義相對(duì)論》是建立在四維空間的基礎(chǔ)上的,即我們的宇宙是由時(shí)間和空間構(gòu)成。
第四維數(shù)可以用空間的方式理解,即一個(gè)有四個(gè)空間性維數(shù)的空間(“純空間性”的四維空間),或者說(shuō)有四個(gè)兩兩正交的運(yùn)動(dòng)方向的空間。這種空間就是數(shù)學(xué)家們用來(lái)研究四維幾何物體的空間,與愛(ài)因斯坦提出的時(shí)間作為第四維數(shù)的理論不同。關(guān)于這一點(diǎn),考克斯特曾寫(xiě)道:
把時(shí)間作為第四維數(shù)帶來(lái)的好處即使有的話(huà)也是微不足道的。實(shí)際上,H. G. 威爾在《時(shí)間機(jī)器》中發(fā)展的這種十分吸引人的觀(guān)點(diǎn)導(dǎo)致了J. W. 杜恩(《時(shí)間實(shí)驗(yàn)》)等作者對(duì)相對(duì)論的非常錯(cuò)誤的理解。閔可夫斯基的時(shí)空幾何是不符合歐幾里得體系的,所以也就與當(dāng)前的研究沒(méi)有關(guān)系。
從數(shù)學(xué)方面講,普通三維空間集合的四維等價(jià)物是歐幾里得四維空間,一個(gè)四維歐幾里得賦范向量空間。一個(gè)向量的“長(zhǎng)度”x=(p,q,r,s),也就是勾股定理向四維空間進(jìn)行的很自然的類(lèi)比,這就讓兩個(gè)向量之間的夾角很容易定義了。
關(guān)于維度對(duì)于人的影響:
這里有一個(gè)很有趣也很生動(dòng)的例子,我們先假設(shè)一些生活在二維空間的紙片人,他們只有平面概念。假如要將一個(gè)二維紙片人關(guān)起來(lái),只需用線(xiàn)在他四周畫(huà)一個(gè)圈即可,這樣一來(lái),在二維空間的范圍內(nèi),他無(wú)論如何也走不出這個(gè)圈。現(xiàn)在,有一個(gè)生活在三維空間的人對(duì)其進(jìn)行“干涉”。這個(gè)人只需從第三個(gè)方向(即從表示高度的那跟軸的方向),將二維空間里的紙片人從圈中取出,放在三維空間的任何地方即可。在我們看來(lái),這是一件簡(jiǎn)單的事,但在二維紙片人的眼里,卻無(wú)疑是不可思議的:一個(gè)人明明被關(guān)在圈內(nèi),怎么會(huì)忽然消失不見(jiàn),然后就出現(xiàn)在另一個(gè)如此奇怪的地方!
再舉一個(gè)例子,當(dāng)一個(gè)生活在三維世界里的人把一個(gè)三維球體拿到二維紙片人面前,他們會(huì)覺(jué)得“球”的概念不可思議,要么否認(rèn)有球體存在,要么認(rèn)為它很“神秘”。同樣道理,當(dāng)我們將一個(gè)四維球體拿到一個(gè)三維人面前時(shí),這些三維人也只能看到圓或球,絕對(duì)不會(huì)認(rèn)為是此外的圖形。由于三維人的想象力和理解力無(wú)法達(dá)到,因此當(dāng)別人和三維人說(shuō)這是一個(gè)四維的超球體時(shí),這個(gè)三維人一定會(huì)覺(jué)得很神奇!
百慕大三角神秘事件引出的科學(xué)思考與假設(shè):
《狹義相對(duì)論》中的時(shí)空概念實(shí)際上就是數(shù)學(xué)體系中對(duì)于時(shí)間與空間的維度(數(shù))概念與定義。茫茫宇宙是由多個(gè)維數(shù)時(shí)空所構(gòu)成的,只不過(guò)目前人類(lèi)所能涉及到的只有四維時(shí)空。那么為何許多人總誤認(rèn)為我們是存在于三維時(shí)空中的生物呢?這是因?yàn)樵S多人在對(duì)于時(shí)空概念的理解上忽略了時(shí)間軸的存在。由于我們?cè)诘厍蛏纤杏X(jué)到的時(shí)間很慢,所以不會(huì)明顯的感覺(jué)到四維空間的存在,但一旦登上宇宙飛船或到達(dá)宇宙之中,使本身所在參照系的速度開(kāi)始變快或開(kāi)始接近光速時(shí),我們就能對(duì)比找到時(shí)間的變化。如果你在時(shí)速接近光速的飛船里航行,你的生命會(huì)比在地球上的人要長(zhǎng)得多。這里有一種勢(shì)場(chǎng)所在,物質(zhì)的能量會(huì)隨著速度的改變而改變。所以時(shí)間的變化及對(duì)比是以物質(zhì)的速度為參照系的,這就是時(shí)間是四維空間的要素之一的原因,同時(shí)也是很多人誤以為自己所生存的時(shí)空是三維時(shí)空的原因。
前面我提到了關(guān)于維度對(duì)于人的影響,百慕大三角的眾多神秘事件也是同樣的原理。假設(shè)在這個(gè)浩瀚無(wú)窮的宇宙世界中存在著維度更高的時(shí)空,例如:五維空間。那么發(fā)生在百慕大三角的眾多神秘事件就好比一個(gè)來(lái)自于五維空間的人出于調(diào)皮或者惡作劇的目的對(duì)處于四維空間里的人類(lèi)進(jìn)行了干預(yù),將處于四維空間里的人類(lèi)從四維空間中取出,放在了五維空間里的任何地方,如此一來(lái),我們這些處于四維空間里的人類(lèi)就如同那些二維紙片人一樣,除了只能發(fā)現(xiàn)莫名消失了的同胞外,再無(wú)任何頭緒。由于我們的理解能力和想象力尚未能達(dá)到像五維人那樣先進(jìn),所以我們只能在原地手無(wú)頓挫,并覺(jué)得這件發(fā)生在我們眼皮底下的事情如此神秘。同時(shí),也因?yàn)槲覀兊目茖W(xué)水平以及所能探索到的領(lǐng)域尚未能達(dá)到五維人那樣的先進(jìn)和淵博,因此我們對(duì)于這些神秘事件除了恐懼和驚慌外,再無(wú)它法。這就是人類(lèi)對(duì)于未知的恐懼和敬畏。