前言
我们生活的时空是一个三维空间加时间的闵可夫斯基时空,对其他纬度的猜想从来没有得到过实验的验证。高维空间还处于数学上设想。所以,用数学方法来了解高维空间反而更加容易一些:
0维就是一个几何上的点;
1维就是一条线;
2维就是可以过任意一点做两条相互垂直的直线;
3维就是可以过任意一点做三条相互垂直的直线;
4维就是可以过任意一点做四条相互垂直的直线;
以此类推,可以做出任意纬度的图形:
图:1到5维的图形
除去时间维,我们所在的空间是三维,每一个物体都有长、宽、高三个维度。如果还有高维存在,那么每一个物体还有一个额外的看不见的维度。这个维度和其它三个维相互垂直,但是我们却无法看到。
我们可以尝试这么想,比如一个长方体,在我们三维空间看是密闭的。但是如果存在高维,则这个长方体在第四个维方向上就是敞口的,即我们可以在不破坏长、宽、高三维的基础上,可以直接伸手进入这个立方体里面,在里面放置一个物体。显然,在低维空间中我们就根本做不到。这种情况就像我们在二维纸面画一个圆圈,对于存在于纸面的二维生物来说,其不破坏这个圆圈,就不可能进入园内部。但是在三维中,我们可以轻易地通过第三个维度直接进入圆的内部。
所以,对于我们来说第四维是隐藏的,但是它又和其它三维相连。我们可以通过第四维做到三维中做不到的事情。比如说虫洞,它就是通过第四个维度把三维中相隔很远的两个点联系起来的,我们进入虫洞,进入的就是第四维。
如何理解多维空间呢?我们从二维空间说起,假设有一个生活在二维空间的智慧生命,它将一件宝物放入了一个二维的保险箱里(也就是一个方块)。
作为三维空间的生命,可以通过更高一维进入这个保险柜拿到宝物,对于二维生命来说,这几乎无法理解。同样,作为四维空间的生命可以任意进入我们银行的保险柜拿到宝物。
图:二维生命不能有两个开口,不然会被分成两半
对于高维空间的设想,最著名的就是“虫洞”。假设我们的空间是一张纸,从A点到B点的最近距离就是一条直线。如果把这张纸折叠起来,让A点和B点重合,并打通它(虫洞),我们就可以瞬间从A点到达B点。
图:虫洞想象图
虫洞的名字又叫做爱因斯坦-罗森桥。是爱因斯坦和罗森在研究引力方程得到的一个解,他们假想有一个黑洞和一个白洞通过虫洞连接。但爱因斯坦从来不认为虫洞的设想是真实存在的,他认为这只是一个数学上的“伎俩”。
科学家们为了融合广义相对论与量子力学,发展出来了超弦理论,超弦理论认为世界是十一维的(10维空间加时间),除去时间和三维外,其他的纬度都是蜷缩起来的,不能被我们感知。这个世界的最基本单位是弦,它的不同震动方式构成了不同的基本粒子。但这个理论可能在未来数百年都无法得到验证。
图:物质的构成
无论这个世界是由多少维构成的,我们都已生活在期间了。目前没有证据能够证明还存高于我们这个世界的高维空间。
生活处处都是知识,不一样的维度去看一个事物所得到的结果必然不同,最近有一位学员来问我:线性不可分怎么能转变为线性可分。
其实道理很简单,你看到的面不一样,所以解决的方法就不一样,提升维度结果就出来了。
犹如最近前沿的技术“人工智能”也是有着这方面的技术。我也是在在学习人工智能领域这一块的知识点。
人工智能这块蛋糕谁都想去占领先锋,有着专业的导师,先进的技术。