人类并不能确定四维空间是否真的存在,甚至无法给四维空间一个准确的定义。不过按照低维与高维的差别来看,由于我们生活在三维空间,所以无论如何都很难直观感受到四维空间的全部,即便人类能够到达四维空间,也很难用语言来描述那里的世界。
二维空间里面的生物同样无法直观感知三维空间,道理是一样的。举个例子就明白了。
假设二维空间里同样生活着一个名叫“爱因斯坦”的科学家,他正在观察二维空间里粒子的运动情况,聪明的他可以描述出粒子在二维空间里的运动规律,这个粒子在我们看来就是一个影子在一张纸上来回运动。
但是之后爱因斯坦发现了粒子的一些反常现象,比如说,他无法确切地知道粒子所在的位置,同时粒子可以穿越二维世界的墙壁。这两个反常现象是爱因斯坦无法理解的。
爱因斯坦不明白粒子为什么能穿越一堵墙。实际上联想到我们三维世界里的量子隧穿效应,也同样反常。
爱因斯坦百思不得其解,无论如何努力探索其中真相,但始终找不出答案。
但是,如果站在更高的维度俯视爱因斯坦所在的二维世界,一切都再简单不过了,即使是“傻子”也能明白是怎么回事。
二维空间里运动的粒子其实只是高维空间物体的投影,这个高维物体并不一定是球体,不规则的物体也能在二维空间里投影出圆形。
同时,高维物体的运动也并不一样是在水平面上有规律地运动,运动形式可以有多种,可以水平,也可以上下来回跳,还可以忽高忽低。
看到这里,你或许明白量子隧穿效应到底是怎么回事了吧?
无论高维空间里的物体运动形式是什么样的,体现在低维空间层面都只有一个结果。但是,二维空间里的爱因斯坦无论如何都无法理解高维空间物体到底是如何运动的,只能以他所在的低维空间为基础,做出各种假设来描述二维空间粒子的运动,比如说概率波描述,就相当于二维世界里的“量子力学”!
当然,以上只是假设,更多的是开玩笑。虽然是玩笑,但非常有助于我们理解高维度空间。如果我们所在的三维空间果真是四维空间在低维度的投影,那么量子力学中的各种诡异现象,比如说量子隧穿效应,电子双缝干涉实验,量子纠缠等很可能迎刃而解,只是高维度物体的某种运动属性导致的。
而由于时间和空间是一体的,那么既然他们拥有高维度空间的某种属性,很可能也拥有高维度时间属性,比如说时间并不只有一个方向,甚至没有因果律的限制,如此一来就很好解释电子双缝干涉实验中的延迟选择现象了。
其实,这种思考高维空间的方式有点脱离科学范畴了,更多的只是在猜想。不过对于高维空间,人类本来就是在进行各种猜想,数学虽然能描述高维空间,但相当抽象,并不能让我们直观感受高维空间的模样。
因此,我们在三维空间里所谓的“看”,到了四维空间很可能就不成立了,我们并不能看到四维空间,肯定会有别的方式去感知四维世界。对于三维世界的我们讲,“看”是我们了解这个世界的主要方式,但或许“看”这个动作本身其实是被“三维空间”完全束缚限制了,结果就是我们只能通过眼睛去“看”三维世界,而不能用其他方式感知这个世界。
那么,在四维空间里如何“看”这个世界呢?
三维空间的我们,用一只眼睛只能看到物体的二维画面,两只眼睛同样只能看到二维画面,但可以从另一个角度观看,正是由于角度的不同,才让我们感受到了三维的概念,也就是“体”。
所以,如果人类有无数只眼睛,就可以从任何角度看一个物体,甚至从里到外都能看到,把物体看得一清二楚。
实际上这就像是具象化的四维摄像机,固定一个角度,站在四维空间的高度看三维的感觉。然后再假设你拥有这样的超能力:能在任意角度接收四维摄像机的画面,实际上你就相当于四维空间里的生物了。
这或许就是四维空间的生物看到的世界,而这种方式其实已经不能称之为“看”了,因为这种形式的“看”意味着三维世界将没有任何隐私可言,三维世界的一切都会被“看”到!