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首先,四维空间只是一个假想的概念,我们无法确定四维空间是否存在。其次,不要认为我们所在的三维空间与四维空间只差了一个维度,但一个维度的差异对于我们来讲很可能是永远无法突破的鸿沟。

目前对四维空间的定义和描述基本上都是以数学这种抽象形式为主,或者用类比的方式去描述,在三维空间的基础上增加一个空间维度,但实际上我们很难想象出这个增加的维度到底在哪里,更无法具体描述了。

因为,很多时候,我们不得不通过类比的方式,通过二维与三维的类比来间接理解四维空间。

下面就做一个假设。假如你是生活在二维空间里的二维生物,正在观察二维空间里的一个粒子的运动情况,就如下图那样来回运动。

你当然可以利用二维层面的物理法则,计算出这个粒子的运动规律,并把这个规律套用在其他二维粒子的运动上。

但是细心的你发现了两个不容忽视的问题。

第一,你永远无法确定粒子的确切位置。

第二,该粒子可以直接穿墙而过,当然,这里的“墙”是二维世界的墙,在三维世界来看,就是一条线。

你始终搞不明白到底是怎么回事(想象量子力学中的不确定性和量子隧穿效应,人们同样也搞不明白)。

你不得不陷入长时间的沉思,但无论如何都想不通,只是感觉粒子的诡异运动情况确实存在,但不知道为什么会那样。

而如果把那个粒子看成三维世界物体运动的投影,以三维空间的视角来解读那个粒子运动,就会发现实在太简单了。

三维空间的物体运动可以是这样的,当然,该物体不一定是球形,只要投影是圆形就行了:

当然,也可以是这样运动的:

还可以是这样:

而如果在上面物体的运动路线上,加一个挡板,不就是下面这样吗?

到这里,你看到了什么,上面三维物体在二维空间里的投影,不就是二维空间里的“量子隧穿效应”吗?

当然,作为二维生物的你,不可能想到三维空间的存在,更不可能想到三维空间物体的运动形式可以是任何形式的,只要保证在二维空间的投影不变就行了。这也是为什么你永远无法理解“量子隧穿效应”的原因所在,只能通过二维空间的粒子运动情况去描述,然后定义出二维空间的“量子力学”!

接下来,让我们想象一下,如果三维空间同样是四维空间的投影,那么让我们感到匪夷所思的很多量子力学现象,就变得简单多了,比如说“量子隧穿效应”,量子纠缠,双缝干涉等。

甚至在我们看来违反因果律的惠勒延迟选择实验,也迎刃而解,因为既然四维物体具有四维空间的高维度空间属性,当然也会拥有高维时间的属性,因果律在四维空间很可能完全失效,未来会影响过去。

看到这里,是不是有点烧脑的感觉?别着急,更烧脑的还在后面。

正如题目所问,如果我们能来到四维空间,会看到什么样的世界?

实际上,如果我们真的来到了四维空间,很可能就不是“看”这个世界了,大概率是用别的方式去感知周围的世界。我们完全无法“看”这个世界!

简单想一下,我们是如何看三维世界的?

用眼睛看,但我们看到的真的是三维图像吗?并不是,其实我们看到的只是二维画面,两只眼睛看到了物体不同角度的二维画面,然后让大脑有了三维也就是“体”的错觉信息。

那么,在四维空间里,我们如何“看”周围的世界呢?

按道理讲,我们看到的并不是四维画面,而是三维画面,真正的三维画面。就犹如三维世界的我们有无数只眼睛,能从任何角度观察物体,甚至能从内到外,从外到内观察物体,把物体内外的所有细节都看得清清楚楚。

这大概就是四维空间里“看”到的世界了吧,显然,这里的“看”已经超出我们的认知范畴了。

不过话说回来,以上通过类比的方式认知四维世界,或许完全就是错的,四维空间真正的存在方式很可能是超乎想象的,而以上对四维空间的描述本质上仍旧没有脱离三维空间的思维模式。

没有办法,谁让我们就是三维生物呢?我们的任何思维模式都不可能脱离三维空间而独立存在!

原文链接:https://www.toutiao.com/article/7350857220910793250

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