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這篇文章所要探討的并不是玄幻的外星科技,而是實(shí)實(shí)在在的人類知識(shí),并用來(lái)聯(lián)系和解釋一些神秘現(xiàn)象。
在開始之前首先要進(jìn)行知識(shí)掃盲。請(qǐng)注意,四維空間并不是指愛因斯坦廣義相對(duì)論里的三維空間加一維時(shí)間,這是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的很大誤區(qū)。事實(shí)上,時(shí)間維是獨(dú)立于空間維的,一維空間也有時(shí)間,二維空間也有時(shí)間,三維空間也有時(shí)間,三維空間加上一維時(shí)間構(gòu)成一個(gè)四維時(shí)空,這并不等同于純粹的四維空間。黎曼幾何之后的高維幾何學(xué)已經(jīng)發(fā)展了很多年,在超弦理論里宇宙的結(jié)構(gòu)是九維空間加一維時(shí)間,而M理論里宇宙是十維空間加一維時(shí)間的十一維時(shí)空結(jié)構(gòu)。
那么,四維空間究竟該怎樣理解呢?如上圖,兩條互相垂直的直線構(gòu)成了一個(gè)二維空間坐標(biāo)軸;想像第三條直線穿過(guò)交點(diǎn)并垂直于前面兩直線,就形成了一個(gè)三維空間的坐標(biāo)軸;現(xiàn)在,想像有第四條直線從交點(diǎn)穿過(guò),并且垂直于前面三條直線,就形成了一個(gè)四維空間坐標(biāo)軸。然而,這條直線是不可能在三維空間里圖出來(lái)的,它實(shí)際上延伸到坐標(biāo)軸交點(diǎn)內(nèi)部的四維空間中(在三維空間里,有前后左右上下六個(gè)方向;而在四維空間里,還要多出“里”“外”兩個(gè)方向)。以此類推,如果有第五條直線垂直于前面四條直線,那么它必定存在于五維空間中。
前面是關(guān)于四維空間的描述,接下來(lái)我們?cè)儆懻撘幌滤木S圖形。以三角形為例,在二維平面里,正三角形有三個(gè)頂點(diǎn),并且假設(shè)邊長(zhǎng)等于1(圖1);如果有第四個(gè)頂點(diǎn)與前面三個(gè)頂點(diǎn)的距離都等于1,那么這個(gè)點(diǎn)必定存在于三維空間中,構(gòu)成一個(gè)三維的正四面體(圖2);以此類推,如果有第五個(gè)頂點(diǎn)與前面四個(gè)頂點(diǎn)的距離都等于1,那么這個(gè)點(diǎn)必定存在于四維空間中,構(gòu)成一個(gè)四維的“超四面體”。因?yàn)檫@個(gè)圖形無(wú)法在三維空間里畫出來(lái),我們只能用投影的方式研究它的性質(zhì)。
如圖3,正三角形的三條垂線相交得到垂心D,并且D與ABC分別形成三個(gè)鈍角三角形。如果我們將垂心D“拉”到三維空間作為第四個(gè)頂點(diǎn),就會(huì)得到圖2的正四面體,原圖中三個(gè)內(nèi)部的鈍角三角形到三維空間后都變成了外部的正三角形。同樣,我們?cè)僭谡拿骟w內(nèi)部做垂線得到垂心E,E與ABCD分別形成四個(gè)“扁”四面體。如果我們將垂心E“拉”到四維空間作為第五個(gè)頂點(diǎn),就會(huì)得到一個(gè)四維的“超四面體”,原圖四個(gè)內(nèi)部的“扁”四面體到四維空間后都變成了外部的正四面體。這個(gè)圖形是由5個(gè)頂點(diǎn)、10條棱、10個(gè)三角面、5個(gè)四面體構(gòu)成的“超體”,很難在腦海中想像出來(lái),因?yàn)槲覀兲幱谌S空間中。
有了上面的基礎(chǔ),我們開始探討四維空間的一些重要性質(zhì)及相關(guān)的神秘現(xiàn)象,因?yàn)檫@些圖大都無(wú)法畫出來(lái),所以只能靠想像了。
1.三維切體與UFO變形
如同大家所熟悉的,如果用一個(gè)二維的平面去截取一個(gè)三維物體,從不同的角度切割會(huì)得到各種各樣不同的平面圖形。同理,如果用一個(gè)三維空間去切割一個(gè)四維物體,也會(huì)得到各種各樣不同形狀的三維“切體”。我們經(jīng)??吹?/FONT>UFO具有“變形”的能力,高速運(yùn)動(dòng)尚可以接受,但變形就很難理解了?;蛟S,這并不是因?yàn)樗鼈冋娴脑谧冃?,而是因?yàn)檫@些UFO是四維結(jié)構(gòu)的,我們所看到的不過(guò)是它自轉(zhuǎn)的時(shí)候被我們所在的三維空間“切割”得到的不斷變形的“切體”。(至于UFO為什么要自轉(zhuǎn),用廣義相對(duì)論解釋就是模擬重力;還記得007電影《太空城》里面,當(dāng)那個(gè)環(huán)形宇宙空間站停止自轉(zhuǎn)的時(shí)候,里面的人都因?yàn)槭е仫h了起來(lái))
2.高維全貌與天眼
假設(shè)你是一個(gè)二維的平面人,生活在清明上河圖里,你眼中的世界會(huì)是什么樣子呢?是點(diǎn)和線!沒(méi)錯(cuò),你所看到的只能是一個(gè)由雜亂無(wú)章的點(diǎn)和線組成的世界,而只有到了三維世界,你才會(huì)發(fā)現(xiàn)那是一幅精美的圖畫。這也就意味著,一個(gè)人只有到了更高維的空間才能一覽無(wú)余地看到所在空間的全貌;我們生活在三維空間里,但實(shí)際上我們看不到這個(gè)空間的全貌,如果我們?cè)谒木S空間里觀察這個(gè)世界,某些看似雜亂無(wú)章的古代遺跡可能就會(huì)變成一幅奇妙的圖畫。
還有類似“天眼”的現(xiàn)象。某些宗教修行到了一定階段的人,能坐在一間屋子里卻看到整個(gè)城市——并非像望遠(yuǎn)鏡那樣逐區(qū)掃描,而是一覽無(wú)余地看到所有建筑、街道和行人。一個(gè)人即使視野再寬,想看到一個(gè)建筑的所有側(cè)面也要繞著它走一圈,但開了天眼的人卻可以“同時(shí)”看到這個(gè)建筑的360度,這或許是因?yàn)榇巳说囊庾R(shí)暫時(shí)進(jìn)入了四維空間,在四維空間里觀察三維空間的結(jié)果。
3.內(nèi)部空間與透視
想像紙面上有一個(gè)細(xì)胞切面,如果你是一個(gè)二維的平面人,除非刺破它,否則永遠(yuǎn)看不到這個(gè)細(xì)胞里面有什么。然而我們?cè)谌S空間卻可以一眼看到這個(gè)細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這就意味著,在低維空間里原本屬于內(nèi)部的東西,到了高維空間都會(huì)變成外部的(前面三角形變四面體,四面體變超四面體的例子也展示了這種性質(zhì))。再形像一點(diǎn)說(shuō)就是:低維空間不過(guò)是高維空間的表皮!由此我們?cè)俾?lián)想到一些透視的例子,如果一個(gè)人的視覺能夠穿越維度的話,那么看到另一個(gè)人的內(nèi)臟是很自然的結(jié)果(當(dāng)然透視可能并不都是這種原因)。
4.封閉空間與穿墻術(shù)
在一個(gè)二維平面里,如果想圍住一個(gè)人只要用一個(gè)封閉圓圈就可以了,但如果這個(gè)人能進(jìn)入三維空間就可以輕易跳出這個(gè)圈子。以此類推,在三維世界里用一個(gè)封閉空間就可隔離一個(gè)人,但如這個(gè)人能夠進(jìn)入四維空間也可以輕易跳出這個(gè)三維空間的隔離,這或許就是某些穿墻術(shù)的原理。
5.梅爾卡巴的高維擴(kuò)展
熟悉神秘學(xué)的都認(rèn)識(shí)左圖是一個(gè)梅爾卡巴,又叫六芒星,是形成宇宙的基本結(jié)構(gòu)之一。它由兩個(gè)相交的正三角形構(gòu)成,有六個(gè)頂點(diǎn)并且內(nèi)接于一個(gè)圓形。但實(shí)際上那只是梅爾卡巴在二維平面的投影,梅爾卡巴本身是多維的,在每個(gè)維度的空間都有不同的展現(xiàn)。右圖就是三維空間的梅爾卡巴,是由兩個(gè)正四面體相交得到的“星形四面體”結(jié)構(gòu),有八個(gè)頂點(diǎn)并且內(nèi)接于一個(gè)球體。由此我們可以聯(lián)想,四維空間的梅爾卡巴是由兩個(gè)相交的超四面體形成的“超星體”結(jié)構(gòu),有十個(gè)頂點(diǎn)并且內(nèi)接于一個(gè)四維超球體之中??梢?,某些神秘學(xué)幾何圖形如猶太教的卡巴拉、古印度教的梅爾卡巴、蘇菲秘教九宮圖、佛教曼陀羅、道家陰陽(yáng)太極圖等其實(shí)都是在二維平面上的簡(jiǎn)化版,真正的結(jié)構(gòu)和意義要復(fù)雜得多。
6.莫比烏斯環(huán)、克菜因瓶及宇宙的邊界
一個(gè)紙條有正面和反面,如果不充許從邊界繞過(guò)去,有沒(méi)有辦法從一面到另一面呢?有,就是把這個(gè)紙條的一端扭轉(zhuǎn)180度再和另一端連接起來(lái),形成一個(gè)莫比烏斯環(huán)(如上面左圖)。實(shí)際上,這個(gè)扭曲的二維結(jié)構(gòu)是沒(méi)有正反面之分的,仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn),只要你在這個(gè)紙面上沿著一個(gè)方向走,就能夠經(jīng)過(guò)這個(gè)紙條的所有位置并且回到原點(diǎn)。然而,莫比烏斯環(huán)表面雖然是一個(gè)二維結(jié)構(gòu),但是它本身卻只能在三維空間存在。
那么三維空間有沒(méi)有對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)呢?有,就是克菜因瓶(如右圖)。在這個(gè)奇怪的管狀物里行走,你能經(jīng)歷所有空間的正面和反面。其實(shí)這只是一種簡(jiǎn)化的表示,真正的克菜因瓶是不可能在三維空間里畫出來(lái)的,因?yàn)樗旧泶嬖谟谒木S空間??瞬艘蚱亢孟裼幸粋€(gè)與自己相交的部分,然而在四維空間它并不相交,就像莫比烏斯環(huán)在三維空間不相交一樣。
事實(shí)上,我們的宇宙就是一個(gè)由扭曲的空間形成的克菜因瓶結(jié)構(gòu)。這個(gè)宇宙的大小是有限的,但是并沒(méi)有邊界,你沿著同一個(gè)方向走會(huì)經(jīng)過(guò)該直線上所有空間的正面和反面并且回到起點(diǎn)。
7.超球面、內(nèi)層空間與卡薩拉行星門
既然這個(gè)宇宙是有限且沒(méi)有邊界的,那么從一個(gè)位置到另一個(gè)位置是不是只能靠漫長(zhǎng)的太空旅行呢?當(dāng)然不是。前面已經(jīng)論述過(guò),宇宙本身是多維的,而“低維空間不過(guò)是高維空間的表皮”。因此,雖然我們這個(gè)三維空間看起來(lái)很充實(shí),但實(shí)際上只是四維空間“超球面”的一部分,黑洞就是穿越球表面的洞。在這個(gè)超球體內(nèi)部還有空間,是三維世界永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)的,稱為“內(nèi)層空間”。內(nèi)層空間有很多小的“入口”和“接線”,類似于蟲洞從表面的一個(gè)位置連接到另一個(gè)位置,或者從一個(gè)維度連接到另一個(gè)維度,這些就是GA所說(shuō)的卡薩拉行星門,也是UFO穿越時(shí)空的主要方法之一