Re: [問卦] 第四度空間的第四個維度是什麼？

※ 引述《xyz4594 (享受被噓的快感)》之銘言：
: 你各位啊
: 我們目前都是活在第三度空間
: 萬物皆可用XYZ軸顯示出來
: 也就是長寬高
: 那第四度空間的第四個軸
: 要怎麼呈現出來？
: 這個維度代表的是什麼意思？
: 你各位有誰知道

咳～關於原po問題的說明，可以參考一位英國中學校長亞柏(Edwin Abbot)在1884年
出版的一本諷刺小說《平面國》 (Flatland: A Romance of A Many Dimensions by
a Square)。雖然這是一本批判當時英國社會階層制度的小說，但是完整地描述了
次元空間的一些特性。

小說中，生活在二次元空間的Square先生在有一天突然遇到球體大神正穿越平面世界。
一開始是一個點碰到這個平面，接著越往上升先是越來越大(到達圓周的時候是最大)，
然後又越變越小。 Square先生認為自己看到一個可大可小的圓形怪物，但這位大神
竟然說話了，「他是來自另一個世界，名字叫做『球』。」

這位被Square先生視為怪物的球體大神，試著努力解釋什麼叫做三次元空間，什麼
叫做立體，但Square先生完全聽不懂。不是因為他裝睡叫不醒，而是由於平面的人
無法看到三次元的事物，只能看到或是了解這些事物的切面型態。

其實，別說square先生無法理解，換做是我生活在這個三次元空間任何人也是無法理解
更高次元以上的空間。在此，先說明一下為何我們看不到高等次元。基本上，這不是
眼睛有問題，所以不用去找眼科。

你之所以能感受到三維空間(或是稱作三次元)這樣一個概念，其實是出於人類的本能。
舉例來說，當你扮成搶匪走進銀行內，就可以馬上辨識出櫃檯、匯率板、攝影機等
擺設，甚至是正妹行員這種可愛又迷人的角色。簡單來說，我們光靠本能就可以將
這些物體的長、寬、高描繪出來。（這類的計算，只是在潛意識內進行，我們當然
不會意識到運算過程，這是長久以來為了求生存而演化的結果。要是你能意識到
大腦正在處理種種「運算」，身體早就癱瘓得無法行動。）

三次元的本能觀念，打從出自娘胎就已經根深柢固在我們腦海之中。愛因斯坦加入了
時間次元，將它擴充成第四次元。(物理學家稱超越長、寬、高的空間次元與時間次元
為第五次元或是高等次元。)

回到最開始的問題，別說是理解了，高等次元的空間我們根本看不到它，如同怠惰的
司教培堤爾其烏斯的權能「不可視之手」。高等次元的各個維度空間是不可視的，
無論你怎樣嘗試都做不到，更別說是去想像它的存在。雖然如此，我們仍可以用
數學公式來描述，電腦也可以解出多次元空間公式。

之所以看不到高等次元的原因是來自於演化的意外發展。剛才提過，關於三次元的
概念是一項本能，大腦也就是為了應付這樣的狀況才演化成目前的結果。

人類祖先在N萬年前過著狩獵或是被狩獵的生活，本能會驅使你在遇到獵物時作出反應，看是拔腿狂奔或是作出反擊；而到了現代，遠方一輛失控的車子朝你衝來，本能仍是告
訴你，看是要選擇躲避還是直播、打卡或留(遺)言。

擁有這些保命的技能，就代表你能在世上多活上一陣子。只不過，人類並沒有擁有
應付在四次元以上遇到威脅時的能力，因為車子並不會從第四次元衝出來。

再者，之所以物理學家主張高等次元的理由是，三次元太小了，無法描述宇宙所有
的自然定律；多增加一個次元可以簡化、統合這些定律。想像你是某遊戲新手玩家，
當你取得「開圖」技能之後，處在「上帝的視角」來看整張地圖，從一個二次元的
戰場，跳換成三次元的視野，仿佛有一種天大地大我最大的感覺。

愛因斯坦就是利用這個化繁為簡的原則，發現時間是第四次元，並證明了空間與時間
可以統整為一，之後更是發展出將以這兩個為測量基礎的物理量整合在一起，如：
質量與能量。(E=MC^2就是因此得來。)

高等次元的第一個理論是克魯查－克萊因理論(Kaluza-Klein Theoy)。這兩位科學家
發展出重力新理論，認為光其實是第五次元的振動。註*

光可以穿越真空是因為真空是存在於四次元空間與時間裡。只要我們再多增加一個次元
(即第五次元)，重力與光將統合在一起。

註:
想像魚缸內的魚兒緊貼著水面下游動的情景，把這隻小生物的生活空間想像成只有
兩個次元。由於我們人類所在的三次元空間已經超出它的體驗，那要如何讓它察覺到
第三個次元的存在呢?

舉個例，如果下雨了，它可以輕易看到水波形成的影子沿著水面蔓延開去。由此推論，
雖然我們看不見第五次元，然而第五次元的波紋，在我們看來──就是光。換句話說，
我們人類只不過等同於從小小的魚缸內看宇宙而已。

過去半個世紀以來，帶領這股潮流的就是超重力理論(Supergravity theory)或超
弦理論(superstring theory)等學說。科學家相信，唯有研究高次元(超空間理論)，才
能創造出統一各個自然定律的「大一統理論」。

ps1.超弦理論預測了時空的次元數：十次元。
ps2.採用十次元的原因在於科學家可以有足夠的「空間」來容納四個基本作用力，
也可以解釋目前粒子對撞機所產生的一堆粒子。

如果你問，我們存在的宇宙是否存在於高等次元內？基本上，目前還無法以實驗證實，
不過，有個人曾經這樣說，「我對普通的人類沒有興趣，你們當中要是有外星人、
未來人、異世界人以及超能力者的話，就儘管來找我吧！」

最後，關於高維度空間問題，在一百年前就已經在討論了，當時關於第四次元的各種
論點可是非常夯(小說、魔術、鬼魂、神佛...)。有一位叫欣頓(Hinton)的數學大師
把第四次元具現化並通俗化地介紹給大家認識。他使用三種方式把高等次元物體
圖象化：投影、橫切面與展開，實至今日，他的這三個手法仍是目前科學家用來
理解與研究高等次元的方式。達利與畢卡索的作品也深受第四次元的影響。
當然，這又是另一個有趣的話題。

reference:
1.不可能的物理學。
2.1.2.3...無窮大。
3.穿越超時空
4.《The Monster from Nowhere》

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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。

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