进入4维空间会怎样？德国数学家证明此事，人类已不是人类了

　　进入4维空间会怎样？德国数学家证明此事，人类已不是人类了

　　作者:梳云抚月

　　“平行线在同一平面内永不相交”，这似乎是再浅显不过的定理，然而波恩哈德·黎曼却给了它当头一棒：同一平面内每两条直线都有唯一交点。这位来自上上个世纪的数学家认为，三维并非仅有的可供研究空间结构及性质的范畴。

　　黎曼利用曲率来解释空间，并提出了新的几何观点黎曼流形，在该数学模型中，每点p的切空间均定量数量积，同时数据随p变化，它能够定义弧线尺寸、角的大小、所占二维空间和三维空间大小、曲率、函数向量、向量场在某一点的流量密度。

　　在传统的欧几里得几何学中，空间的距离函数是不变的，但在黎曼几何学里可变，黎曼距离函数为正定二次型，且有规律的重复，能够解释曲面和多维度。该理论也让后来的著名物理学家爱因斯坦受益无穷，例如在广义相对论里，他将引力场诠释为由实物、场和能的散布所引起，他还曾说道：黎曼几何学是我们理论的基础。可见黎曼对相对论的贡献。

　　而相对论的应用进而又验证了闵可夫斯基时空的正确性。闵可夫斯基是爱因斯坦的导师，同样是来自德国的数学家，他的时空理论有一个额外的维度，其坐标X'来自时间，使距离微分得以符合公式。在相对论里能够体现为惯性参考系观察时空间隔的不变性。也就是任意两“点”间的4D间隔长度，旋转对称性体现了4维中的变化，让我们能够理解四维空间。

　　那么根据四维的性质，人进入到四维空间会发生什么变化呢？要清楚，如果仅仅是类似于将二维老虎变为三维老虎，并非真正意义上的升维。将二维转为三维，需要让二维图像的一些线条竖立起来，就像搭建火柴房屋一样。因此，二维老虎在三维化后，一定与真正的老虎没有任何关联。同理，人类经过四维化后也不再是人类，而是一堆无法理解、混乱的东西。

　　但当然，不能说四维化的人类死亡，只是在三维世界中他们消失了，无法以三维视角观测。但若保证四维结构不变，再降维到三维世界，仍能恢复成人类结构。就像纸盒子被剪成六个二维面，盒子在三维中不见踪影，再支撑起来就又成为完整的三维盒子。

　　但四维化的人究竟是一种什么东西，由于两个世界的运行规则有差别，比如六个面在二维上可能只是机械一样没有知觉的存在而已。当它们变成三维的纸盒子时，这些面具有了立体结构，可能会催生出新的能力，如能够投射出影子。同样，当人们变成四维存在时，他们也会获得一些四维特性，但仍然会有原来三维的特性，就像二维的线和面在三维中仍具备本来的特性一样。

　　若照此推算，人类进入四维世界，可能存活且能够思考，但形态绝不会是三维结构。当然，三维生物入四维世界仅是想象，如同我们无法感知二维世界实物一样，三维和四维世界或也无法交汇。

　　三维空间的生物无法进入四维空间，这其实是好事。由于我们的世界是三维的，引力遵循平方反比定律，因此天体的运动轨迹是圆锥曲线。但如果是二维或更高维空间，天体的运动将会如何呢？也由于三维空间的存在，我们能够解出氢原子的量子态，这也造就了玻尔的量子论和量子力学的出现。然而，如果存在其他维度，氢原子将会呈现什么样的性质呢？

　　还有，四维空间包含了时间。你能清楚地知道，从你出生到如今，在你身上所发生过的事情。如果更改了某一个特定的时间的事件，将导致与之有联系的所有事物都发生变化。这就是著名的蝴蝶效应，它指的是在美国历年的龙卷风中，有几次仅仅是因为亚马逊河的某只蝴蝶振翅而导致的。尽管我们能够消灭蝴蝶以消除龙卷风，但这将导致附着在蝴蝶身上的整个生物链也崩溃。