地球存在四维空间吗?
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发布时间：2024-10-22 06:42
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热心网友
时间：2024-11-16 00:41
四维空间目前只是数学上的一种推论，并没有真实存在的实际证据，但是又不能全盘否定四维空间的存在。四维空间指的是在长宽高三维空间上再另加一个维度。
热心网友
时间：2024-11-16 00:41
维度是事物“有联系”的抽象概念的数量，“有联系”的抽象概念指的是由多个抽象概念联系而成的抽象概念，和任何一个组成它的抽象概念都有联系，组成它的抽象概念的个数就是它变化的维度，此概念成立的基础是一切事物都有相对联系。维度在本质上就是自由度，受到约束，自由度就会减少。在物理学和哲学的领域内，指独立的时空坐标的数目。
1896年，闵可夫斯基转到苏黎世大学任教，爱因斯坦曾是他的学生，他非常不喜欢爱因斯坦这个学生，不过很多年后看到爱因斯坦的论文后非常喜欢爱因斯坦的想法，并改造成四维时空理论，爱因斯坦也非常认同他的数学上的改造。时间和空间统一在四维时空中，是为了数学上的方便。爱因斯坦的狭义相对论揭示了时间空间的相对性及它们之间通过洛伦茨变换的互相关联。
爱因斯坦晚年一直致力于大统一理论。卡鲁扎-克莱因模型是将引力和电磁力统一起来的五维模型，这个模型可视为用四维时空描述引力的爱因斯坦广义相对论方程式的五维等价物，它给出的不仅仅是描述引力的爱因斯坦方程式，而且还有描述电磁辐射的詹姆斯.克拉克.麦克斯韦方程式。电磁力表现为“第五维度的涟漪”。随着作用于原子核内部的两种力的发现，和涉及多维度的大统一理论的进展，卡鲁扎-克莱因模型已经应用于任何考虑多维度并要求紧致化的大统一模式。最近数十年内，这个模型被人们推广。随着统一模型系统化表达的出现--以超引力和超弦为开端，到目前的主角M理论和膜世界，从五维到10至11个维度，物理学家和数学家将卡鲁扎-克莱因理论扩展到更为深刻的新领域。
英国著名物理学家史蒂芬·霍金教授有这样的解释：这就像一根头发，远看是一维的线，在放大镜下，它确实是三维的；如果面对时空，如果有足够高倍的放大镜的话，也应该能揭示出其它可能存在的4维、5维空间，直至11维空间。
数学家豪斯道夫在1919年提出了连续空间的概念，也就是空间维数是可以连续变化的，它可以是整数也可以是分数，称为豪斯道夫维数。数学家们发现了分形，由此创立了一种新的维度“分数维”，人们由此意识到，维度不只是整数，还有可能是分数，甚至可能是无理数。曼德布罗特也把分形定义为豪斯道夫维数大于或等于拓扑维数的集合。我们看到的分数维的物体都是存在于整数维空间的，因为它们有着各种各样的限制，于是在尺度上就呈现了更小维度的性质，综合起来就可能出现分数维。
有一些人执迷于时空的多维，搞出来很多种解释。我想如果有外星人的话，未必懂得地球人类的四维时空概念。他们或许有自己的符号和体系，来看与我们同处的这个宇宙时，所用的“观念”并不同与我们地球人。
维度，只是一种观念。我前面有一篇文章《数学是怎样在科学中起作用的》说到：“科学中的数学是对经验的观念化以及观念上对经验的描述和再描述”。正常情况下，外星人的宇宙观和我们的宇宙观是可以通过“翻译”进行对话的，但如果深究其中的概念，把我们信以为常的概念当作真实存在，去和外星人对话，恐怕就鸡同鸭讲了。
可以想像，今天的我们和5000年前的人讲宇宙会怎样？除了最核心的经验是相同的，如日升日落、斗转星移这样的可以直接看到的天象，观念肯定是不同的，除了最直接的对可以看到的天象的定性化解释不同，定量化的分析方法也截然不同。定性和定量本质上都是“观念”上的，是对经验在观念上的解释和记录。
外星人眼中，宇宙时空或许本身就没有分成空间3维和时间1维，因为他们没有和我们一样的这种观念。如果他们的智慧是我们的一万倍，他们的经验里有可能已经包含了我们所知的时空特性，无需分解成各种维度观念以及多维下的数学描述。就像我之前的文章《行为决定思想--经验进化真的是因为人类的智慧吗？》中提到的蚂蚁进化，2000万年的蚂蚁进化出三种不同品种：低等真菌培植蚁、亚高等真菌培植蚁和切叶蚁。切叶蚁的经验是进化出来的基因决定的，如果他们将他们的经验传递给低等真菌培植蚁、亚高等真菌培植蚁，后者根本不可能理解和运用，如果后者有智慧的，借助工具（分析工具和应用工具）也可能会达到切叶蚁的经验水平。
或者还有一种外星人，他们的智慧低于上面所说的，但高于地球人类，那么它们可能会发明出一套逻辑分析工具，相当于我们的数学工具，它们或许已经将这种工具智能自动化，也就是不用自己亲身参与工具的处理，不像我们人类还要亲自用数学去分析和运算，它只需做一个工具的输入者。将它们在所受限的环境中观测到的“经验”进行工具化处理，会得到与人类同样的认知或比人类认知更广泛意义上的认知，所有输出的认知都是经验的，可以证实的或者证伪的。
现在的维度概念就是这种工具内的零件，这是我的理解。
还用鱼缸里的金鱼来类比做分析，鱼缸里的金鱼，看到的世界，和我们看到的世界肯定是不同的，也就是各自的“经验”是不同的，各自产生的观念更是不同，如果金鱼有观念的话。
维度中几个变量相互关联又相互独立。变量和维度本身都是人类对世界的经验基础上的观念化抽象，按照这一分析，实际上也的确是进入到更深的研究时，人可以创造出更多的维数，如果从数学上可以更简化、更美观经验关系（公式），那的确是可以的。
