如果你是物理界学者或者天文爱好者,相信对“维度”这个概念一定不会陌生。为了让更多的人接触并爱上这些另人脑热的有趣知识,我们在此,以简化理论强调概念来系统的聊一聊什么是“维度”。
谁主宰着谁
维度(维数),在数学中为“独立参数”的数目。而在物理学及哲学中,则指独立的时空坐标的数目。两者相辅相成,可以互相代入运用。相比其它理论,维度对我们的逻辑起到了引导的作用。
橡皮世界未诞生之前,所有的定义对它来说都是不存在的
但首先我们需要重新定义并理解橡皮泥及其空间的物理规则。
橡皮泥(0D),暂设:单位及质量非常数、体积0、无长宽高。为构造‘‘橡皮世界’’的最基本物质。
在重新定义的规则里,单位“1“这个概念渐渐的变得模糊。”未塑性“的橡皮泥除了成为你接下来创造所需要的材料以外,什么也不是,甚至比最基本粒子还要基础。体积为0,表明我们给予橡皮泥的维度会低于有“体”的3维(指参数:长宽高)。而无长宽高,则表示我们设定橡皮泥为零维度(0D)。
0维,最基础的维。看似一点,但实际上什么都不是
有了最基本的0维度,我们就能试着往上增加维度,先来尝试构建一维度吧!但在重新定义的物理规则里,让看似无意义的零维度组成一维度是根本不可能的。所幸,在弦理论及M理论中世界至少存在9个维度。而我们自己也能证明,至少,自己是一个完美三维体,这完全能为我们思考低维次的概念提供良好的条件。
三维态是一系列相邻的平面叠成的。 四维需要以此为基础才能拥有完整的物理规则
所以,不管试验条件如何,外界早已有更高维度的存在,零维构成一维的概念我们也就会觉得“理所当然”。无意义变得有意义就是“升维”的一种体现,其它维度也同样适用。正如思考关于维度的“意义”时,越往上思考,低维次的维度渐渐就会变得没有意义,在这里“相对论”的理论就体现了出来。在我们的思考中,零维升高维次成立一维后,按照基本的逻辑列,那接下来我们会做什么?当然是依次思考二维。直到面对我们的“零界点”——四维时,“毫无生气”的三维次对我们来说也会渐渐的变得没有意义。
对于更高维。我们的4D空间可能看起来像漫画一般,但它会更复杂并紧密到极致
但有个严重的问题是:三维体的我们之所以能够看到它们,不是因为我们有多厉害。很遗憾,这只一个二维表达式的四维假象。
对人类而言,虽然贵为高等智慧生物,但承载我们的必定只能是完整的维度空间,因此我们的思维也倍受限制。就如同上图依靠我们所创的二维表达式——漫画,来表达四维一样。
不能仅仅用泥土中的蚂蚁、水中的鱼、纸上的题例来思考维度中的物质,尽管它们之间有太多的相似之处。水中的鱼知道那种东西能吃,哪种东西不能吃,并且能感知到水的存在以及水的流向。但它们却不知道,为什么自己只能生活在水中(在人为干预下另论),更重要的是它们从来都没有这样想过!对于人类来说更是如此。天生造就了我们无法往更高维度的那边思考。
弗洛伊德全能自恋理论表示,刚出生的婴儿天生就是自恋的。
自恋与认知
阐述:刚出生的婴儿意识不到也不可能“意识”到世界和他人存在的意义,所以认为自己才是世界的唯一。最初的婴儿精神世界完全纯净,自我良好感达到了一生中最高的层次,即费洛伊德所谓的“全能自恋”。先不论这个理论是否完全正确,但其含义至少证实了大脑的意识受限于认识。除了进化给予你的“无条件反射”不受认识所支配外,你的每一句话每一个“实质性”的动作,或多或少都会受到认识的影响。
维度亦是如此,用数学来解释维度的确也很有意思。但维度的概念也不仅仅是这样的,就像到现在依然可能有很多人不能理解前文写到把橡皮泥假设成零维一样。这涉及到哲学方面的知识,用数学描述出来的维只是一个表面的“维”,如同之前说到的维度与逻辑的关系。
电脑处理器能描述出整个物体的参数、规格以及变化,而平面显示器永远只能输出一个二维的影像画面。电脑虽然允许展示更高维的事件,但平面显示器能做到的也只有这些。你能想象一个可以展现全方位物体的显示器吗?如同科幻电影里的一样,不同于像素,研发它的给它取了一个更高维的名字——“体素”。当然,这种的显示器不仅能显示“体”,也同样能显示相对低维的“面”,也就是平面像。就这样,“升维”的概念就体现了出来,这是一种发展的趋势。由相对的“优态”代替相对的“劣态”一直以来都是人类和大自然进化的法则。这不仅表现为表面上的结构进化,如:外观、身体构造等。也表现为:思维、认识及存在方式这一类别的进化。
你可以在平面画图工具上不断的绘制二维图像,然后通过你的立体思维让它们组成一个看上去拥有三个维度的世界
我们的空间是有这样的条件的,就如同我们思考二维会如此轻松一般。我们本身就是更高维的存在。
“人生的根本意义就在于提升意识能量的自由度,也就是提升维度。”关于生命,中科院院士刘丰教授说到。
这就是维度。很多次,人们问我关于维度的问题时,我的思绪总不经意间跳出了物理的怪圈。有的科学家们总喜欢张口闭口就是一个刻板的术语或者方程式,在界外的人看来,他们的回答并没有带来指导性的作用。记得在几年前,有一位导师曾告诉我,“若想刨根宇宙维度,就先想想自己的维度。想明白后你就不会这样问了,因为,我也不知道。”。至今,这句话我依然不能完全理解。书本能告诉我们什么?一条直线的描述,还是一场事件的发生?人类的书本上的知识大都不是完整的。就比如让书本解释一下“俄歇电子”。
俄歇电子——在原子壳层中产生电子空穴后,处于高能级的电子可以跃迁到这一层,同时释放能量。当释放的能量传递到另一层的一个电子,这个电子就可以脱离原子发射,被称为俄歇电子 。
这段解释来自于《原子物理》其中一页。谁能完全明白这句话所描述的内容?相信大多数人都不能理解。那,这样的解释还能算做解释吗?当然,既然这样的解释是出现在这书本中,所以这本书的编写者们认为他们书的拥有者应该能明白它。
电子显微镜下的俄歇电子
这是一个向有许久物理接触以及相关的物理认识的人所解释的句子。原子壳、电子空穴、高能级电子是什么?一般的读者都会有这样的疑问。而对于没有经过任何学习经历的婴儿来说,每一个字和符号更是不能理解的,包括你在他面前指着这段话的目的是什么,他们也很难理解。这类似于对牛弹琴。
你积极的认为如此动听的音乐,动物听到一定就会有反应。而事实上,它却仅仅向声源处望了一眼。而当你制造出大型食肉动物的咆哮声,这类能被食草动物所认知的声音时,本能一定会驱使食草动物做出应有的反应。当然,之前的弹琴也让它做出了反应,只不过没有达到你的期望被你不认识罢了。这,就是你自己的问题。
我们的维度没有什么特别的,每个人都可以轻松的理解它是什么。虽然那些高于我们的维度,我们目前仍然不能理解,或我们所对它们的描述可能全是错误的。但值得惊讶的是,我们很有可能已经无限接近于或已经达到了“四维婴儿”的时代。
宇宙艺术家Belbruno在纽约展览上的一幅奇怪的画
近世纪以来,我们不能理解的事物越来越多。从中世纪“全能自恋”般的人类中心论,到现在的万物代码说、上帝创世论等,我们不再像初生婴儿那样的自恋且活在臆想之中。逐渐认识到万物的不确定性及非随机性的我们,内心难免会有所不安。除了自己,没有“人”会如同父母一样来安慰我们。因为,或许我们才是家族中的第一批文明;初生的亚当和夏娃(Adam and Eve)。
放松一些,你不必以过于复杂的逻辑来思考此篇文章成分的关系。尽管物理学家霸占着整片宇宙,并发表着各种奇思妙想的言论,有的相辅相成,而有的互相矛盾。他们的听众大都会会有点小烦恼,但我很喜欢这样,他们也应该这样。只有一种言论并不是我们的作风。我们天生喜欢矛盾,制造矛盾。有了矛盾的存在,我们才会走上探寻真理这条不归的道路。正是如此,霍金先生至今依然健在。
我们的态度应当如此。虽然我们现在所认识的、理解的依然是宇宙极其规则的冰山一角。但现在的我们不能做到的,以后能不能做到,谁知道呢?至少,我们现在任然在继续独一无二的存在着。