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人类为什么没有三维以上的空间直觉

来源:网络 作者:佚名 时间:04-10 手机版

因为目前人类大脑还没有进化出能够理解或直觉这种复杂空间的神经细胞。人类是可以想象出一维空间的,已经有很多科普文章来介绍多维度的空间,但是大部分人仍然不理解一维空间。我看到很多人的答案里仍然把时间作为一个空间维度,这点是不认可的,时间与空间完全是两个概念,并不能混为一谈。大家愿意相信时间是第一个维度,只是因为时间是我们可以观察体会并计量的。因此在考虑空间维度时,第一个想要加上的就是时间。我们衡量空间的尺度,具有距离、面积、体积,这是用来形容三维空间的。

有高维空间吗?为什么人类无法想象高维空间的样子?

人类能直观感受的空间是三维,加上时间维度是四维,至于更高的维度我们无法直接想象出来,我们的大脑无法处理更高维度的信息,唯有利用数学去研究高维度的性质。

我们的三维空间,可以理解成由上下、左右、前后三个维度组成,在相对论中,时间被描述成第四维,利用光速的不变性,三维空间与一维时间共同组成了四维时空,也就是闵可夫斯基空间,只不过时间在公式中成了虚数。

在某些科学理论中,有对高维空间的描述和解释,比如我国著名数学家丘成桐,就证明了六个维度的卡拉比-丘成桐空间在数学上的存在性,我们无法直接想象这个六维空间,但是计算机可以模拟出卡拉比-丘成桐空间在三维空间中的某个投影,如下图:

利用类比的方法,立方体在平面上的投影是平面图形,立方体包含的信息量远远高于投影的平面图形;同样六维空间在三维空间中的投影自然是三维的,该投影看起来非常复杂,要知道维度每增加一个,信息量将会大大增加,所以我们的大脑根本无法模拟高维空间。

就如可见光由七种颜色组成,但是我们知道可见光只是电磁波中非常小的一个波段而已,在可见光之外还有紫外线、红外线、X射线等等,如果要你想象可见光之外的颜色,你是想破头皮也想不出来的,因为那是超越人类想象的事物,高维空间也是一样的。

不过我们利用数学,可以去研究高维空间的性质:

1、零维是点。

2、一维是线。

3、二维是面。

4、三维是立方体。

5、四维是超立方体。

……

在这超立方体就超出了人类的理解范围,我们利用数学可以知道,超立方体在三维空间中的投影具有如下性质:

(1)在三维空间中,超立方体的投影是一个三维立体。

(2)随着投影角度的变化,投影会出现不同的大小和形态。

(3)在所有投影中,超立方体最简单的投影图是立方体。

在大刘的《三体》中,有一个故事情节描述了在四维空间,我们能做出一些三维空间中看起来不可能完成的任务,比如在四维空间中,三维物体可以轻易进出三维空间中封闭的瓶子,我们可以在A地突然消失,然后在B地突然出现。

听起来好像有点类似量子力学中的量子隧穿效应,或者是双缝实验中光子同时穿过两条缝一样神秘,至于两者是否有联系就不得而知了。

世界上人为什么可以看到1.2.3维空间,看不到3维之后的空间呢?

我们生活的空间,通常都说是三维空间。这个说法对不对呢?到目前为止,没有人对这个说法有怀疑,在这里,我要告诉大家的是,我们生活的这个空间不是通常说的三维空间,而是一个多维空间,任何一个人都不可能生活在单纯的三维空间当中,而是生活在多维空间中而不自知。

多维空间问题是怎样引发出来的呢?就是因为我们认识了三维空间,因为有了三维空间的概念,自然地,人们就会对三维空间以上的空间提出设想与假说,而对三维空间的认识,本质上也是因为哲学意义上,由于不断的建立种种概念来界定宇宙万事万物,使得后来的人越发执着名相,于是三维空间的概念如同其它诸多概念一样,人们就逐步认可了。说得更通俗些,宇宙原本并没有空间的多维性,最初人类对宇宙的认识十分模糊,也没有更多的概念和名相,多数人处于无明与混沌中,只有少数觉悟者或圣人因为具有高度智慧,于是对世界可以进行直观的认识。但是更多的人却不能这样,他们在对大自然现象的不断探索中,对己经认识的部分事物附以概念、名相、定理、法则、并在长期的社会实践中,这些概念、名相、定理、法则、对新事物的研究和探索继续发挥指导作用。这一过程,使得概念、名相、法则、定理越来越多,逐步分名别类,出现了不同的学科,至使后来的人必须接受系统教育,经过长时期的学习才能对前人的经险有部分了解。由于人生生命短暂,因此,人们便很难摆脱从小所受系统教育时养成的认识习惯,这种执着,促使人们无法对世界进行真观的认识。这样,我们人类生活在三维空间这个命题也就被认可了。

下面,我们来具体阐述一下有关多维空间的问题.根据数学知识我们知道,一个方向可以确定一条真线,这就是所谓一维空间;不在同一条直线上的两个方向可以确定一个平面,这就是所谓的二维空间;不在同一平面上的三个方向可以确定一个立体,这就是所谓三维空间。我们假定有一个立方体,它的长、宽、高互成九十度直角,如果有一个方向与这个立方体的长、宽、高皆成九十度的直角,这个方向即是指向第四维空间了。这段话,说起来十分容易,可是做起来几乎就不可能。

在佛经中,描绘了许多世界,如西方极乐世界、东方琉璃世界、娑婆世界、华藏世界、华严世界和三十三诸天等。这些世界大多数都不是欲界,而是我们的肉体根识感受不到的色界和无色界。用佛眼看世界、众生以不同的形式存在于三界之中,其中有睡眠和饮食等欲望者,就以欲界的形式存在;光有形体,而没有欲望的,就以色界形式存在;光有神识而连形体都没有的,就以无色界形式存在。现代科学界至今年尚未发现色界和无色界,但是古往今来记载着不少超科学、超自然的现象,用现有的科学知识是无法解释的。面对这些现象,对于任何一个坚持科学态度的人,都不能妄图加论断说这些现象不存在。于是有人就把这些现象和佛经中所描绘的那些界设想成存在于三度空间以上的多维空间,或来自三度以上空间的力量使然。于是多维空间的理论就出现了。

多维空间的理论一经提出,就引起了科学家们的关注,一些学者便致力于从事多维空间的研究并在这方面己取得可喜成就。当代最先进的科学家们,例如医学家,海洋学家,甚至于社会学家己经将第四度空间的某些成果运用到实践之中。科学界一般认为,当我们看彩色电视画面时,突然在画面人物转变时,会出现变形幻影,这种现象就是第四度空间的一瞥了。

我们的视角不能进入三度空间以上的界,我们也没有办法设想一个方向与某一立方体的长、宽、高,都成九十度直角是一个什么样子。但是,电子计算机,电脑却可以接受这种指令,并绘出四度空间的形象。美国布朗大学数学系主任汤玛士。斑卓夫己经很成功地运用电脑呈现出第四度空间的影象,让肉眼可以看得见。他把第四度空间称作“最接近我们的邻界”。

斑卓夫博士的突破性视觉悟成就就是运用电脑把第四度空间的存在物绘制成拟态的视觉画面电影,让肉眼可以看得见一向认为无可能呈现的抽象观念,或数学几何方程式才能表现出来的第四度空间存在物。当我们看拟态电影时,首先看到的是一座形似实质的蓝色半球体,在一片黑色背景上慢慢回旋。然后半球形突然变形,现出前所未见亦不可想象的奇象,它的弧形缩小了,好象自己吞噬自己似的,一直萎缩,直到变成一个小小蓝点为止。不久,蓝色光点聚涨,成为一个三尖形,后来即变为一个等边三角立体,形如金字塔。不久又自行变回原有半圆形。

这种电脑所绘拟的现象,并非存在第四度空间内的真实物象,只是理论第度空间所投射的三度空间影象而己。

人类对多维空间的探险索,可追溯到上个世纪。一八八四年间,英国有一位科学幻想作艾特温。阿博特,他的名著,《平坦世界》实际上可以看作是对超空间问题的探索。这部书对于五十年代、六十年代盛极一时的科学幻小说作者们有很大的启示作用。

《平坦世界》描绘一个二度空间世界内的生命与环境。有一天,从三度空间世界来了一个圆球生物,当他进入二度空间平坦世界时,引起了二度空间各生物的惊慌。平坦世界有一位代表说话了:“我巴不得立刻把这个侵入者驱逐出境!”这个发言者是一个平面四方形,它质问闯入者;

“你说你是从三度空间来的?三度空间在哪里?是什么样子的,怎么我一些也不知道?

三度空间来的圆球说:“不错,我是从三度空间来的。它就在上面,也在下面。“

平面四方形说:“老天爷,你一定是指南和北了。“

圆球说:‘完全不是这意思,我是说你们上面和下面,这是你看不见的,因为你是平面的,你旁边又没有眼睛。“平面四方形说:‘我的旁边却有视力!“

圆球说:“但是你是平的,你没有眼睛,看不见外面的空间。你是平的,你的旁边没有眼睛脸色的里面也没有眼睛——你们称之为里面,我们视之为你的旁边。”

平面四方形说:“在我的里面长个眼睛?在我的肚皮上长个眼睛?先生,你太会开玩笑了!”

圆球说:“我不是寻你开心!我明白你是平面的,你无法了解三度空间的意义,你顶多只能看见我的一面——圆圈圈。因为你没有能力把你的视力从平面升起,你就只能看见我的身体的一面。现在,我要向空中长起了,最低最低限度你应该看见我身体的圆圈越来越小,越来越小,终于消失。”

圆球从平面上跳起来了,平面四方形自语道:“全是鬼话!我根本没有看见他升起!什么是升起呢?莫名其妙!可是他消失了!我全不懂则怎么回事呢?”

突然不知从何处传来圆球的声音:‘平面四方形老兄,你以为我真的消失了和么?我还在这里啊!只因为你是平面的,你看不见我罢了!等我再回到你的平面来,你就会看见我的圆圈圈越来越大了。”

圆皮球跳回平板上,平面四方形果然看见一个圆圈圈越来越大,可是始终不明白是怎么回事。他就叹一口气道:“他是有些怪的,蛮会变把戏的!但我还是不相信他说的三度空间!他不过是一个会变把戏的圆圈圈了!”

由上述情况可知,对多维空间的确定一般采用矢量,其方向互成九十度直角,矢量的多少即表示空间的“维”数。由于遗传、习性、教育、经验等方面的局限,人的肉眼往往执着,亦即抓住事物的部分属性而忽视全貌。这样,人的目光无法从三维空间升起,如同二维空间的生命体无法把它的视线从平面升起一样。二维空间的生命体看三维空间的存在物只能看到一个面。只能看到平扁状态。但当三维空间存在物运动时,二维空间生命体能看见三维空间的物体在平面上的变化情况。同样,三维空间的人看四维空间以上空间的物象也只能看见其变化。

不排除有其他生命体,能真观观照三维以上空间存在物的可能,也不排除少数有特异功能的人亦能看见三维以上空间的物象。实际了,任何人用肉眼看世界都有包含有智慧和经验的成分。人眼有着许多不足,因为经验和智慧的缘故才弥补了这些不足。人眼视物本来是平面的,就是由于经验和智慧的缘故才使其从平面升起而达到立体的效果。例如:当我们将一张白纸蘸在黑墨水中,然后提起来,我们的肉眼视角可以看到白纸的一面被墨水染料黑了,但大家都知道,白纸的另一面也被墨水染黑了。我们之所以知道另一面也被染黑,这就是因为曾经有过这种经验。又如电影画面在银幕上都是平面的,也是因为观众生活的经验和智慧,再加上艺术的效果,使大家感到银幕上的画面都是立体的。假如一个人曾经有过三维以上空间的体验,那么这个人的肉眼视角就可以从立体升起,达到多维空间的效果。这实际上己经有着慧眼的内涵了。许多有名的魔术大师就是运用这些道理而表演出惊人节目的。

还要说明的是,任何物体都不可能存在于单纯的三维空间,说存在于三维空间,只是理论的三维空间,就如同直线和平面都有只能是理论上存在一样,我们看现实中的平面,也只不过是在三维空间的视角取舍而矣。例如取桌子的面,取水平面等这就是通常看的所谓平面;取桌子的边线,取门窗的边线等这就是通常看到的所谓直线。这个过程,实际上是舍弃了桌子、门、窗等到物体的本身,因为在三维空间,根本就不存在独立的平面和直线。同样的道理,由于我们修行不够,直观观照的能力有限,不曾有过三维以上空间存在的的体验,那些未曾体验过的物事必然被舍弃,于是人们通常所看到的三维空间的存在物,只不过是在其自身境界中的执取罢了。

由此可见,科学界确立多维空间概念的目的为的是界定存在物,如果没有存在物,光有理论上的抽象空间,那是没有意义的。尽管空间本身也是存在物,但如果用矢量的方法来确定多维空间,当“维”数升高时,多维空间的概念就越发虚渺。因此,把一事物存在的必不可少的条件作为“维”来界定事物,就比用矢量的方法来界定事物要直观得多,也由此可以帮助我们观照事物的全貌。

下面我们举例进行分析。比如一个喝茶的杯子,确定这个茶杯存在与否,要俱备哪些条件呢?

第一, 必须要有长度。如果没有长度,那就是一个平面物体,平面在现实生活中是不能独立存在的。

第二, 必须要有宽度。如果没有宽度也是一个平面。

第三, 必须要有高度。如果没有高度,那还是一个平面。

第四, 必须要有时间。如果不占有一定的时间,这个茶杯就不会曾存在。

第五, 必须要有颜色。如果没有颜色,那么这个茶杯也不存在。因为任何物体都有颜色,哪怕是人的视觉看不见、客观上它还是存在颜色。

第六, 必须要有声音。如果没有声音,那也等于这茶杯不曾存在过。因为无声也是一种声音,只不过是人耳听起来属无声罢了。

第七, 必须要有温度。如果说没有温度,那也等于说这茶杯不存在。因为任何物体在任何时候都有温度,那也等于说这茶杯不存在。

因为任何物体在任何时候都有温度,只是在常温下人们不被感觉罢了。

第八,必须要有气味。如果说这个茶杯没有气味,那也等于说这个茶杯不存在。人们平时不去注意茶杯的气味,并不能说茶杯没有气味,有时习惯了的气味不易引起人们注意罢了。

…………

以此推论,要确定一个茶杯存在与否必不可少的条件是数不胜数的,而作为一个己经摆在我们面前的茶杯来说,毫无疑问它己经具备了那数不胜数的条件或属性,只是由于人们习以为常而将其忽视了,甚至由于属性的平常和普遍,人们根本就没有发现它。就好象科学界没有发现大气压以前,谁也不知道大气中的任何物体都受着大气压力的作用;在没有发现地球吸引力以前,谁也不会去注意苹果为什么从树上掉下来这一习以为常的事实。也就是说,任何事物本来就存在于一个直观的世界之中,如果要用“维”来界定,就必须直观观照事物的全部属性,而事物的属性是无限的,只有成了佛才能对无限的事物进行把握和体证,除佛之外,任何生命体对事物属性的把握都是有限的。

由于事物属性的有序性和次第性,就构成了一个有序的世界和次第空间,“维”的概念也就产生了。如果没有序,光有事物的属性,那也就谈不上“维”,上升不到“维”的高度。事物属性的有序性和属性次第的不可颠倒性就构成了空间的多维性。有序,实际上也就包含有方向性。于是将事物的全部属性按次第有序地排列成一至无穷大,如果能观照一至无穷大的全部属性,这就是佛。其他生命体对事物属性的认识程度不同,就出现不同的界,亦即是不同的空间。对于不同界的生命体,只要有一个相同的属性,他们就可以在某些方面沟通,或是看见,或是听见,或是身体感觉等等。体证到一至三维空间的生命体,可以与体证到二至五维空间的生命体相互沟通,但体证到五至七维空间的生命体就不能与体证到一至三维空间的生命体相互沟通,因为他们没有共同的空间属性。另外,就因为事物所能认识到的属性各不相同,于是便出现不同的界,所有生命体都是生活在他所能体证到的那些属性的界中。因此,不是体证到较高维属性的生命体就可以和较底维属性的生命体沟通,不是的,因为体证到较高维属性的生命体,往往舍弃了较底维时的诸多属性,舍弃了那些招致烦恼苦果的习性,而常住在快乐之中,不愿再回到无明的烦恼中来。还有一些生命体,他们不是依智慧而体证到较高维空间的,他们之所以能进入那些美好的界,摆脱那些痛苦的界,是因为他们积善成德,福报俱足,功德圆满。西方极乐世界的许多生命体,他们不执取烦恼,所以无法与我们娑婆世界沟通。只有佛为度众生故而不舍弃任何属性,可以和种种众生沟通,所以《金刚经》上说无量、无数、无边众生、若干种心,如来悉知悉见。

谈到这里,我们只有把心胸放到无限广宽的境界,我们就会发现,属性即是条件,即是界,即是维,即是存在物,即是习性,即是生命体,即是众生,即是佛性整个的世界都不是死气沉沉的,到处充满着活力。

最后要说明的是,宇宙空间本无多维性,它的本体是恒久不变的,它的现象是生动活泼的。科学界用“维”来界定空间及其存在物,有益于把握存在物的特性,造福于时代。本文所论证的某些问题用佛法来衡量并不是究竟真实,但它是破除人们执着的一个方便,旨在帮助人们拓宽视野,寻得体认究竟真实的途径。因为究竟真实是没有二元对立的,文中提到的“佛眼”实际上还有佛“能看”的意思,这就包含有二元对立,把佛与佛“能看”的世界分离开来了,就不全乎我在本书前面说到的,佛即是宇宙,宇宙即是佛的命题。又如本文在论述空间与时间的概念时,也隐藏着时空的二元对立。实际上空间是从时间中衍生出来的,这个问题的论证我将另外组织文章讨论。文章中提到的事物性的有序性的科学论证也要另作文章讨论。

为什么有的人看不出三维空间效果?

为什么人类想象不出四维的空间?就因为我们人类是三维空间的?首先,维度是用于描述空间的,而对于我们生活的物质空间,人类是没有完全认知的。

想看出三维空间效果,就要搞清楚三维空间是怎么来的,三维是利用平面图片的不断重合,然后才会产生三维效果。所以我们在看这些图片的时候就要让眼睛发花,看东西要有重影的状态。那我们就直接进入方法教学。

方法一

把一根手指放眼前20公分左右,然后直到把手指看成两根了,记住这种状态。然后我们再看图片,慢慢的就可以看出来了。下面的图片你试试看。

方法二

眼睛贴近图片,盯着图片看,眼睛花了之后再慢慢拉开图片,慢慢的三维效果就出来了。

方法三

现在一张白纸上画两个点,间隔三厘米左右,然后盯着两个点看,直到2个点变成三个点后记住这种感觉,然后再把这两个点看成一个点,这种转变过程就是看出三维效果的过程,你学会了吗?赶紧试试看吧!

如果你掌握了观看技bai巧,就可以在看似什du么都不是的图片中zhi看到真实的三维立体效果:除了背景图片以外,还有两层或多层突出平面以上的立体物体,如果你移动你的头部,还可以看到物体背后的部分背景,与现实世界完全一样,真实奇妙无比!

首先要让你的眼睛休息三分种,在三维立体画上方中间位置用视线确定两个点,然后用稍微模糊的视线越过三维立体画眺望远方;这时就会看到从两个点各自分离出另外两个点,成为四个点,这时侯图像就会模糊起来,不要急,调整你的视线,试图将里面的两个点合成一个点,当四个点变成三个点时,你就会看到立体图像了。但要注意,图画上下两边一定要与双眼平行,斜着不会看出来的。

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