我们现在是生活在一个三维空间,有人把它加上时间轴,称为四维世界。在这里我们就简单的把我们所处的世界称为三维空间吧。
宇宙中,除了我们地球人类所处的三维空间,据说还有高维空间和低维空间,高维空间就是四维及其以上,还有五维六维以至于十几维;低维世界就是0维一维二维世界。这都是猜想,至今没有一个完整的理论可以证明它们真实的存在。
那么我们现在所看到的世界和所运作的一切事物,都是按照三维世界的规律来做的。我无法解释高维世界是个什么样子,但低维世界可以描述一下。
一般的说法是0维空间就是一个点,无限小的点,所以应该是什么都没有;一维世界就是一根线,这根线只有长度没有宽度更没有高度;二维世界是一个平面,有长有宽没有高度(厚度),如果不考虑厚度的话,就像一张纸。纸上画的一些图形,就像生活在二维世界的东西(我只能用东西来形容,因为我实在不知道二维世界能有些什么)。更形象一点说影子应该是二维的,因为它确实没有厚度。
至于高维,一些说法也很难论证,比如四维空间,有人说就是无数个三维空间依据时间轴线,构成了四维空间,三维空间只是四维空间的一个时间节点。
降维打击这种说法,出自刘慈欣的科幻小说《三体》,这种打击方式涉及到很多基础物理学的高深内容,其原理是未经证实的。
降维打击指的是,对三维宇宙中某个区域(通常是敌对文明所在的区域)发射一个很小的二维空间碎块,碎块用一种力场封装,力场蒸发以后二维空间与三维空间就进行接触,就会使三维空间向二维空间跌落,使整个空间跌落到二维,这种范围的跌落过程永远不会停止,蔓延速度为光速,处于这个空间的一切都会跌落到二维,从而达到彻底毁灭的效果。
二向箔是刘慈欣在其科幻小说《三体》中设想的一种典型的维度打击(降维攻击)武器。由于地球在宇宙间的地理坐标暴露,基于黑暗森林法则下任何被暴露的文明都必须被尽快清除的原则,由于无法确保常规武器能迅速、彻底毁灭太阳系内的人类,歌者文明(一种比人类文明高出很多的文明)的一位基层探测者在途经太阳系时对其投掷了二向箔,导致地球文明在维度打击下连同整个太阳系一道灭亡。
二向箔到底是怎样实现降维打击的呢,我们的宇宙是四维的,它由长宽高三个维度和时间轴组成,但我们惯称它是三维的,一个扑克牌大小的二向箔(没有厚度)在与三维宇宙接触的瞬间,会使三维宇宙中的一个维度无限蜷缩,从而迫使三维宇宙空间及其中的所有物质向二维宇宙坍塌,并在二维空间中“融化”为只存在长和宽而被剥夺了高度概念的绝对平面。一句话,宇宙被压扁了,三维的所有东西都会二维展开,恒星、行星、人等等。太阳系二维化后,就成了一幅平面图画。什么人啊动物啊核子武器啊宇宙飞船啊地球太阳水星土星等等一切都变成了画中图形,这些图形还能有些什么作为,时空通讯无法想象。
著名物理学家霍金在《时间简史》中写道:如果存在着二维空间,若其中存在着生命,例如二维的动物,为了互相通过,就必须一个爬到另一个之上。如果二维动物吃东西时不能将之完全消化,则它必须将残渣从吞下食物的同样通道吐出来,因为如果有一个贯通全身的通道,它就将这生物分割成两个部分,我们的二维生物就解体了。类似地,在二维生物身上实现任何血液循环都是非常困难的。根据这个理论,二维世界没法生存,有人演绎霍金的说法,不管什么生物没法看东西也没法吃东西,汽车没法开门没法用动力,人也没法上车,走到路上没法互相让路。有人还画了很多示意图来说明。
虽然霍金是科学大师,时空通讯对这种说法也不敢苟同。因为我们无法确定到底有没有二维空间文明,如果有,我们也不能用三维世界的规律及文明状态,或者生命物质来解释二维空间的文明,二维文明肯定不是我们三维世界想象的那个样子,什么生物汽车吃饭拉屎花草虫鱼之类,它们那个空间有那个空间的规律和法则,他们如果有智慧文明的话也肯定不是我们认为的所谓生物,我们的脑洞还要大开再大开,或许才能窥视这个秘密,或许永远也解不开这个谜底。霍金的说法顶多是为我们描述了三维空间的生物无法在二维空间生存。
一般多维空间理论认为,降维打击只能高维文明打击低维文明,低维文明是无法打击高维文明的,因为我们无法看到他们的世界,更不了解他们那个世界的规律和运行方式,而他们却可以看到和控制我们。就像我们能够看到二维物体一样,比如一幅画,上面的人如果是有生命的,我们就随时可以控制它,在他周围画一个圈,他就跑不出去了,但我们可以把他提起来,放在圈外。
那么四维空间的文明对我们进行降维打击,我们就变成了纸上画的人儿,无需等人家画一个圈,就无法生存,必死无疑,而且还不知道是个什么死法,因为霍金已经论证了,三维世界的生物是无法在二维世界生存的。如此这种打击比拿一个苍蝇拍打死苍蝇还恐怖,因为打死的苍蝇还有一些厚度,而二维空间没有厚度。所以这种打击的恐怖程度是无法描述的。
当然,这种恐怖至少在目前只存在于想象当中,因为这种降维打击只是一种设想存在于科幻当中,没有任何能够证实的理论依据,而且高维空间到底有没有,即使有能不能控制或影响低维空间的事物都还是一个未知数,科幻电影星际迷航描述在高维空间的父亲,虽然能看到低维空间的女儿,但要影响到她也费了九牛二虎之力,才勉强有点暗示。所以,这种恐惧只是看恐怖片的恐惧,博得一个刺激而已,各位大可长舒一口气。
作者/赖仲达 谢请。首先,我个人认为《三体》当中的降维打击,在现实当中,是不可能实现的。这是因为,降维打击本身只是一个科幻概念,或者说科幻点子,而并不是现实生活中所存在的真实科学,因此,在现实生活中,并不能实现。换句话说,这就是一个不可证伪的东西。
科学上,维度本身是指一个空间当中的向量数目,即x,y,z本身的数目。而数学上,维度是指一个数学对象所需要的各种参数的数量。维度原则上只是一种数学的归纳而已,超过4维的额外维度本身是否存在还只是一个猜想,并没有得到验证。
我们姑且假定,额外维度真实存在吧。
那么,倘若要把一个高维度的东西打压成二维的物体,我们就得首先确定二维物体的概念是什么?在《三体》这本小说当中,被二向箔打压成二维化的物体,首先第一个定义就是它的厚度是无限薄,即高度y轴完全为0。
完全为零能否存在?目前物理学来看,是不能的,它本身违反了我们物理上的一个现象,那就是普朗克尺度并不是0,宇宙当中最小的长度,并不是0。
但是我们本身也可以考虑物理学上的另一个现象,那就是物理规律本身是有可能失效的。在广义相对论场方程当中推导出的一个结论,可以证明在时空当中有一些点,他的物理规律是完全失效的,它的物理量是发散的,这些点就叫奇点。
所以实际上并没有准确答案,它不属于我们目前所认知的科学上的东西。
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