数学家黎曼证明4维空间真实存在,进入4维空间后,人类会变成啥?
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当年3D电影刚刚出现的时候 , 大家都感觉十分新奇 , 毕竟曾经生活在平面上的人物竟然能看起来这么立体 。
在多年的发展之下 , 3D电影已经不再稀奇了 , 许多城市商圈的街头甚至出现了更加逼真、令人啧啧称奇的裸眼3D 。
可见 , 3维的世界已经让大家十分着迷了 , 而当德国数学家证明4维空间真实存在之后 , 一直生活在3维当中的人们便十分好奇 , 4维空间到底是什么样的 , 当人进入其中又会变成啥?
黎曼几何与相对论
首先我们来聊聊是谁发现了四维空间的存在 。
在1854年时 , 一名叫做黎曼的德国数学家发表了《论作为几何学基础的假设》的文章 , 正式创立了黎曼几何 。 黎曼几何高度概括了当时非欧几何的成果 , 使得非欧几何渐渐被人们接受 。
作为数学王子高斯的得意门生 , 黎曼不仅继承了自己老师在曲面内在微分几何当中的研究 , 还将曲面的概念扩展到了流形上 , 对此前的理论实现了超越 。
在成功引入流形之后 , 黎曼的“格局”一下就打开了 , 直接跳出了三维空间的桎梏 , 为高维几何的研究和发展铺平了道路 。
根据曲面上弧长的计算公式 , 就可以建立起内蕴几何 。
而黎曼在上文提到的文章中做出了全新的假设 , 即把二维曲面扩展为“n维流形” , 并且将该公式当中的系数扩展成了“黎曼度规” , 以此来进行计算和丈量 。 并且也通过这种创新的论证 , 证实了空间不止是人们看见的三维 。
总之 , 黎曼几何不仅丰富了“曲率”的概念 , 还因为黎曼度规的应付 , 使得黎曼几何完全不同于欧式几何 , 成为了更“局部”的几何 。
在这种情况下 , 大家研究空间中任何一块地方 , 都能从而推导定义出整个空间的概念 。
其次 , 黎曼几何不仅局限于数学 , 他还进行了相关的物理实验 , 将二者联系在了一起 。
并且给出了影响爱因斯坦的预言 , 即“或者现实的空间是离散的流形或者在作用于流形的束缚力下必须在流形之外寻找决定度量关系的基础” 。
爱因斯坦建立广义相对论的时候 , 就受到了黎曼几何的启发 , 并且引入了它 , 解释了四维空间当中的几何结构和物质分布运动是存在“密切联系”的 。
可见 , 黎曼对于相对论的贡献非常大 , 同时对人们更深入探究四维空间也提供了理论基础 。
不过 , 以咱们三维的视角 , 其实很难理解四维空间的样子 。 只能展开想象 , 再以一些现实的理论为依据做出猜测 。
当人进入四维空间
我们对高维空间的想象 , 其实大部分源于对现有维度以及低维度的认识 。 像一维就是一条线 , 二维就是只有长和宽连接的平面世界 。 三维世界则有了立体的概念 , 也正是这种情况让我们看万物更加鲜活 。
至于四维空间的状况 , 许多科学家认为第四个维度应该就是人们觉得无法挽留和把握的“时间” 。 在四维空间当中 , 时间的流动也变成了“具体”的 。
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