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略论四维空间不存在

感谢travelintime (伙夫)推荐的这个视频。


视频里科学家泰森(Neil deGrasse Tyson)科普了四维空间(或者说五维时空)的概念。说得比较通俗易懂。

但听完之后我感觉四维空间应该不存在。

先简单复述一下泰森的说法,再说一下我认为四维空间不存在的理由。

一个点可以说是零维。
一段直线可以说是一维。
一个正方形可以说是二维。
一个立方体可以说是三维。

从这里我们可以看出一些规律:

一维由两个零维作为端点。
二维由四个一维作为边。
三维由六个二维作为面。

由此推论:一个四维可能由八个三维作为它的Side.

一个人在桌子上摆东西,假设桌子上有个二维的蚂蚁,它看了一会,发现桌子摆满了,就会想没有地方摆了。但人作为三维空间的生物,可以把东西从二维的桌面拿到第三维的架子上去。桌子上的蚂蚁就会发现桌面上的东西凭空消失了。

假设我们把房间里都摆满了,我们,作为三维空间的人会想:没有地方摆了。这时,假设有个外星人生活在四维空间中,就会说,我会把摆不下的东西放进第四维空间去。于是我们就会看到东西凭空消失,进入了第四维空间。

以上是泰森的表述,可能有偏差,但大致应该差不多。以下是我的推论。

如果我们三维空间的物体能以某种方式进入四维空间,那我们应该能够观测到物体的凭空消失。进而,三维空间的能量也不可能守恒。

既然三维空间的物体没有凭空消失,能量也还继续守恒,我想所谓的第四维空间很可能是不存在的。

如果真有四维空间的话,作为四维空间组成部分的每一个物体,应该都有四维空间的属性。一个物体,不可能以截面的形式存在。

正如我们生活在三维空间,我们这个空间所有的成员都是三维的,我们无法观测到二维空间的存在。

我们有时看到地上的蚂蚁,也许会作出蚂蚁生活在二维的联想。但蚂蚁是和我们生活在一个维度上,都是三维,虽然它比较小。

不仅仅蚂蚁,更小的细菌,病毒,甚至电子,原子,无不是三维的。

因此我们的三维空间不是由二维空间组成的,同样,也不大可能是四维空间的一部分。
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Replies, comments and Discussions:

  • 枫下拾英 / 心灵感悟 / 略论四维空间不存在
    感谢travelintime (伙夫)推荐的这个视频。


    视频里科学家泰森(Neil deGrasse Tyson)科普了四维空间(或者说五维时空)的概念。说得比较通俗易懂。

    但听完之后我感觉四维空间应该不存在。

    先简单复述一下泰森的说法,再说一下我认为四维空间不存在的理由。

    一个点可以说是零维。
    一段直线可以说是一维。
    一个正方形可以说是二维。
    一个立方体可以说是三维。

    从这里我们可以看出一些规律:

    一维由两个零维作为端点。
    二维由四个一维作为边。
    三维由六个二维作为面。

    由此推论:一个四维可能由八个三维作为它的Side.

    一个人在桌子上摆东西,假设桌子上有个二维的蚂蚁,它看了一会,发现桌子摆满了,就会想没有地方摆了。但人作为三维空间的生物,可以把东西从二维的桌面拿到第三维的架子上去。桌子上的蚂蚁就会发现桌面上的东西凭空消失了。

    假设我们把房间里都摆满了,我们,作为三维空间的人会想:没有地方摆了。这时,假设有个外星人生活在四维空间中,就会说,我会把摆不下的东西放进第四维空间去。于是我们就会看到东西凭空消失,进入了第四维空间。

    以上是泰森的表述,可能有偏差,但大致应该差不多。以下是我的推论。

    如果我们三维空间的物体能以某种方式进入四维空间,那我们应该能够观测到物体的凭空消失。进而,三维空间的能量也不可能守恒。

    既然三维空间的物体没有凭空消失,能量也还继续守恒,我想所谓的第四维空间很可能是不存在的。

    如果真有四维空间的话,作为四维空间组成部分的每一个物体,应该都有四维空间的属性。一个物体,不可能以截面的形式存在。

    正如我们生活在三维空间,我们这个空间所有的成员都是三维的,我们无法观测到二维空间的存在。

    我们有时看到地上的蚂蚁,也许会作出蚂蚁生活在二维的联想。但蚂蚁是和我们生活在一个维度上,都是三维,虽然它比较小。

    不仅仅蚂蚁,更小的细菌,病毒,甚至电子,原子,无不是三维的。

    因此我们的三维空间不是由二维空间组成的,同样,也不大可能是四维空间的一部分。
    • 连科学家都不知道dark energy和dark matter是什么在哪里?在已知的三维宇宙,总能量并不守恒,dark energy在四维空间也不是不可能,所以你得结论不成立。 +2
      • 按维基百科,能量还是守恒的。
        • 能量在狭义的大学物理教科书里是守恒的。但根本没有提到dark matter, dark energy, 科学家都不知道怎么解释这两样东西。
      • 的确,按照现在对dark energy的描述,能量不守恒。
    • 四维可能存在 但不是空间 是时间轴 能量守恒和开始的推论和规律都太片面 但即便存在 如果我们不能利用 也没有任何意义 只存在理论中而已