四维空间不就是三维空间加上时间这样来理解,四维时空呢?

不过你以为,这有多简单,欢迎来到《四维奇妙空间》。
事实上,四维空间的提出在我们人类对空间的研究上,算不上是个新新新新词了。
它的概念第一次被提出,就要数到我们的德国数学家兼物理学家,波恩哈德 黎曼身上。
也就是我们常说的黎曼。

1854年,他刚刚在哥廷根大学获得了硕士学位,然后呢一路飚到了都灵大学,刚到那,就弄出个工作来了。
而这个工作可不是一般的好呀,是当时继欧拉之后,意大利在微积分领域的第二把交椅。
说白了就是,黎曼对于微积分很感兴趣。
我说的这个微积分就是我们在大学里,学的那个数学,用来研究超大或者超小的东西,就像是天文尺度、原子尺度等等。

那这个黎曼身上到底有多牛呢?
当时的意大利在微积分领域横着走的人,就是高斯。
(高斯:欧拉之后,数学界唯一的光芒!)
之前,我们已经专门写过一篇文,也给大家介绍了高斯这个数学史上的巨头,他除了数学厉害之外,物理方面也不是盖的。
这位高斯,还亲自给爱因斯坦传授过知识,黎曼呢就是通过他的曲面微积分,从高斯老爷子身上,学到了很多数学信息。

黎曼把高斯老爷子微积分的思想理念,扩充到了别的方面,就发扬光大了。
因而形成了他自己的数学体系。
这个数学体系后来被定义为“黎曼流形”,所以大家不要以为黎曼就是个数学家,其实他在微积分方面也很有研究。
这一个流形的理论,给数学、物理等等领域,都带来了很大的启发和发展的空间。
黎曼以这样一个成就,就算历史再上拥有黎曼流形这个成就,还是可以稳稳的站在数学领域的第二位,而且是欧拉之后,唯二的数学家。
黎曼流形的提出,为后来的爱因斯坦广义相对论的建立,贡献了不小的力量。
并且“三年之前,不谈黎曼,自己都以为自己是老大的人物”这么一句话,也说明了,当时的德国的数学学科,必须要谈到黎曼。

从而可以看出,他在数学领域的地位,只能说是非常的高。
(别看这张老照片破破烂烂的,这照片在全世界的数学界都是无价的。)
当时有一位数学家,名字叫做约翰内斯·克莱因(Johannes Czuber)。
他在当时数学界,也是小有名气。
不过他和黎曼比起来,参差的是“一米。”
他俩好像是老乡。
都是南边儿农村出来的。
后来呢,黎曼遗憾的走了。
那么建立这一个数学体系,黎曼就能安枕无忧了吗?
非也非也,他走了老早,但是他带的出来的东西啊,还在呢。
他曾经写过一篇论文,把他对空间维度的理论和研究成果包含其中。
黎曼之所以研究到了空间维度这个领域,多少还有和这位数学家克莱因有关。

因为当时克莱因刚刚看完了黎曼的《超几何学上维数的确定》这篇论文。
最后呢结尾,黎曼就叫嚷一句,“我这不是为了追求什么新鲜的,只是带着一些和你们一起思考的东西而已。”
意思就是,那个流形论的东西,他也不是法力无边的大神通,是和大家一起,探讨这种新鲜事物。
这样想要诠释这一个流形论,必须要从四维空间下手。
在这之前,大家可以猜猜,有了这个黎曼流形,会给我们数学这门学科带来的哪些成就?
对了,这个流形论,让数学这门学科,有了一个新的研究领域,就是对于一个线状曲面,做出了详细而又面面俱到的研究。
黎曼流形论,对人们对空间维度的认知,也带来了全新意义的提升。
在这之前,大家对于空间维度,只知道从0维到3维的联系和构造,但是过了3维,很多人就懵逼了。
(说白了还是数字大家过不去。)

所以,有了这个理论,他呢就可以将三维空间进行突破,有了进一步的认知意义。
这个流形论,在这其中,一样给人们的空间维度关系,构造了场,然后通过流形,这个理论,来突破现有的限制,从而形成了其他空间维度的存在,为四维空间的提出,奠定了一定的基础。
在这其中,黎曼流形论在这方面的研究成果,对于爱因斯坦获得了很多的灵感。
当然这里也不是说,没有黎曼流形论,就没有爱因斯坦的相对论。
相对论,是在黎曼流形论的基础之上,很多其他人物的工业和科学的研究,经过几代人的努力后才得以提出的。
二、瞎猜的不算哦!
那么,在这黎曼流形论的基础之上,四维空间到底是个啥玩意呢?
很多年前,爱因斯坦提出“四维时空”的假说,这也就意味着,时间是第四维,第一二三维就是我们从小到大看到的高度、宽度、深度。
当然这个黎曼做出的贡献之一,也是给四维空间的理解,奠定了基础,虽然在爱因斯坦相对论中,他也提出了”四维时空“的存在。
但从三维进入到四维,对我们现在来说,还是很难理解的。
比如二维和三维空间的生物,对四维空间的生物来说,就是一个平面的东西。
那如果一个向量突破二维是量的话,三维空间突破四维时空呢?

这个向量索性就直接被定义为”时间向量“,两者之间是有着很大的联系和渊源的。
四维时空是一个非常复杂的存在,一个物体通过水平延伸到立体,再通过三维运动到四维时空。
他让三维物体可以借着时光的延伸变得越来越大,到最后,我们还不知道,四维时空下,会是一个什么样子的物体存在。
三维空间的物体很难进入到四维时空的领域,这个是物理领域中的一个共识,但在数学领域,这都是未知的。
可不就是一个平面无面积的圆嘛?
虽然我们现在很难理解四维时空,但它却是我们这个宇宙中一个非常重要的存在。
比如,宇宙的存在,宇宙中那些物理定律,和我们这个宇宙中所发生的各种事件,在四维时空下,都变成了我们这个宇宙中一个非常有意义的存在。
可以说,在四维时空的存在下,就不存在未来、过去、和现在这种概念,一切物体和事件,都可以被同时的出现和存在在一个瞬间中。
三、四维时空下的存在。
就像是四维时空下的生物,他们所能看到的想过的,会是一个十分的科幻,和我们目前所能想象的不同。
当然这个以我们有限的肉眼所能看到的存在来说,我们想要去了解四维时空的存在,是一件非常困难的事情。
不过,可以从另外一个思路来解释,我们身为三维的存在,我们可以去构造和制造一个二维的存在。
现在有很多的线上游戏,在游戏中,他们可以通过画笔,构建一个全新的世界。
“埃及神话”就是在《降临之谜》这款游戏,被一位玩家通过游戏画笔所创作,让整个世界都看到了这个作品。

那么人类有没有实现“超越”三维时空呢?
在精神领域,我们可以天马行空,不被任何的空间所限制。
我们可以在肉体的时空中,通过画笔的创造,在纸上画出一幅五维时空的存在。
虽然我们无法进入到这个时空中,但是可以通过画笔,让这个时空的存在在我们的肉体空间中,能够得以存在。

那么有人问,四维时空的存在,就是创造者吗?
如果你问这个问题,那么对不起,你只能是《圣经》中的一位大帝,因为这是一个不能解释,也不能否定的问题。
笔者认为。
四维时空的存在,对人类来说,充满了神秘!