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看完星穿,关于多维空间

  昨天去看了IMAX的interstellar,不知道是坐太靠前还是信息量太大,楼主看完之后很久都没淡定下来。觉得诺兰兄实在是太拼,非要把20世纪最伟大的几个宏观物理学原理都融到一部三小时不到的片子。其中,楼主脑子被烧得最厉害的就是片尾高潮那个N维空间,于是乎,楼主看完立马就去小(bai)研(du)究了一下,感觉多维空间这一块还是蛮有意思的。

 0维:没有维度。例如黑洞中心巨大的引力把时空压缩至0维。


 1维:体系中的两个位置点,用直线连接起来后就有了长度。(无宽度和高度)


 2维:两条交叉直线确定的平面,有长度和宽度(无高度)


 3维:立体空间,长宽高都有。 三维空间中两点之间并非直线最短。所以二维空间中两个相聚很远的点或者说永远不可能相聚的亮点在三维空间通过卷曲可以立刻(instantly)到达。


 4维:三维空间加持续时间(duration). 由于我们人类都以三维空间的形式生活在四维空间的某个时刻,这就好比二维空间的平面生物只能看到三维空间的立体生物在二维平面的投影,我们也只能看到我们的四维空间在三维空间中的投影,也即是当下时刻的你。(一句话,在低维度只能看到高维度在低纬度的交叉投影),反过来四维空间的人类看三维空间的你就像看你套在一条管子里,一头是婴儿的你,一头是死亡的你。因为四维时间不可逆,所以我们也没法改变过去。因此片中拯救人类,来自四维的“他们”肯定是不够的。


 5维:四维上把时间再加一维即是五维,也等于三维空间加时间平面。它是无数个四维空间沿着不同时间轴线的一个集合。也就是我们,作为一个持续时间的个体有不同的时间轴,会有不同的过去,现在和将来。假设我们领略到了四维空间,看五维空间也只会看到它在四维的投影,即是四维空间沿着某一特定轴线,也即是某一个时间轴的我们,看到的也是相同的过去,现在和未来。对于薛定谔的猫这一经典例子,也只有五维的生物才能同时看到猫死和活两个状态。


  我们说过,二维空间两个不会相交的点通过卷曲折叠可以在三维相交,那如果我想回到儿童时代的我,也就是四维中过去某一点的我,是否可以通过把四维卷曲成五维实现呢?答案是你可以回去,但你无法改变过去。因为儿童时代的另一个你(假设儿童时代你中了500W), 没有对应到现在的某一个你,也就是说不存在五维的那条时间轴。


 那如何才能改变过去呢?


要么你先重回过去,触发一个事件让你在儿童时代中500W,然后再回到五维时间的现在,看你变成什么样了。这样做不仅消耗时间,而且有很大的不确定性,因为你不知道儿童时代中了500W那条时间轴会把你领向哪里。因此“他们”如果是来自五维,也是不够能力的,或者说要废很多时间精力。


而另一个简单方法,就是创造六维空间。


 6维:六维即是在五维的基础上再加一维时间,同二维到三维一样,五维卷曲形成六维,不同时间轴上的不同可能性通过卷曲变得立刻可达(或者重合)。也即是说在六维空间中,我可以从现在的我立刻跳到小时候中了500W的现在的我。(导演真是牛X啊,“他们”在六维也正是最有效率的维度。)而片尾我们看到的书架,也即是六维空间。可是楼主没搞明白的是,cooper作为一个三维空间的生物,在六维空间应该看到的是某一时刻,某一个可能性的她家书柜,为什么这是他看到的还是六维的,莫非我们的主人翁此时也脑洞大开,领略到了六维空间?


再往上的维数楼主是讲不清了,总而言之,维度世界真的是很奇妙,以前一直觉得理论physicist竟研究一些无聊的东西,都是空洞的学术。现在才觉得,还真是一群哲学家啊~~

看完星穿,关于多维空间