一張圖看懂：從零維到十維的時(shí)空,太厲害了

1、一張圖看懂：從零維到十維的時(shí)空，太厲害了事情是這樣的，這周我給學(xué)生講3dmax的課。為了讓學(xué)生了解三視圖我就順便科普了一下什么是零維、 一維、二維、三維空間。講完不過(guò)癮，感覺一支粉筆一塊黑板講維度是一件很爽的事情，那么.接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們打開腦洞， 看我用一支筆幾張紙來(lái)為同學(xué)們展開從零維空間到十維空間之旅吧！聲明：本文中的理論均依據(jù)弦理論物理的知識(shí)， 結(jié)合簡(jiǎn)單的圖示和通俗的道理來(lái)解釋， 不是信口開河， 具有科學(xué)依據(jù)。零維讓我們從一個(gè)點(diǎn)開始， 和我們幾何意義上的點(diǎn)一樣， 它沒(méi)有大小、沒(méi)有維度。它只是被想象出來(lái)的、作為標(biāo)志一個(gè)位置的點(diǎn)。它什么也沒(méi)有，空間、時(shí)間通通不存在，這就是零維度。一維空間好的，理

2、解了零維之后我們開始一維空間。 已經(jīng)存在了一個(gè)點(diǎn)，我們?cè)佼嬕粋€(gè)點(diǎn)。兩點(diǎn)之間連一條線。噔噔噔！一維空間誕生了！我們創(chuàng)造了空間！一維空間只有長(zhǎng)度，沒(méi)有寬度和深度。二維空間我們擁有了一條線， 也就是擁有了一維空間。 如何升級(jí)到二維呢？很簡(jiǎn)單，再畫一條線，穿過(guò)原先的這條線，我么就第 1頁(yè)有了二維空間，二維空間里的物體有寬度和長(zhǎng)度，但是沒(méi)有深度。你可以試一試，在紙上畫一個(gè)長(zhǎng)方形，長(zhǎng)方形內(nèi)部就是一個(gè)二維空間。這里，為了幫助大家方便理解高維度的空間，我們用兩條相交的線段來(lái)表示二維空間。為了向更高的維度前進(jìn)，現(xiàn)在我們現(xiàn)在來(lái)想象一下二維世界里的生物。因?yàn)槎S空間沒(méi)有深度（也可以理解成沒(méi)有厚度），只有長(zhǎng)度與寬度，

3、我們就可以將它理解成“紙片人”，或者是撲克牌K.J.A Q 里的畫像。因?yàn)榫S度的局限，這個(gè)可憐的二維生物也只能看到二維的形狀。如果讓它去看一個(gè)三維的球體，那么他繞球一周也只能看到的是這個(gè)球體的截面，也就是一個(gè)圓。三維空間三維空間大家肯定熟悉， 我們無(wú)時(shí)無(wú)刻都生活在三維空間中。三維空間有長(zhǎng)度、寬度與高度。但是，我要用另一種思維來(lái)表達(dá)三維空間， 只有這樣，才可以向更高維度推進(jìn)。好，現(xiàn)在我們有一張報(bào)紙， 上面有一只螞蟻。我們就姑且把螞蟻君看作是“二維生物”，我在二維的紙面上移動(dòng)。如果要讓他從紙的一邊爬到另一邊，則螞蟻君需要走過(guò)整個(gè)紙張。第 2頁(yè)但是我們把這張紙卷起來(lái)呢？成為一個(gè)圓柱， 一個(gè)三維空間里

4、的物體；這時(shí)螞蟻君只需要走過(guò)接縫的位置，就到達(dá)了目的地。（對(duì)了！就是傳說(shuō)中的蟲洞）換句話說(shuō)，把二維空間彎曲，就得到了三維空間，我們就可以這樣來(lái)表達(dá)。再解釋一遍， 在這個(gè)圖示上， 螞蟻從 A 點(diǎn)消失，B 點(diǎn)出現(xiàn)，你們想想，就是這意思，卷曲產(chǎn)生新的維度！好了，開始進(jìn)入燒腦階段！前三個(gè)維度我們可以簡(jiǎn)單理解成長(zhǎng)、 寬、高。那么我們?cè)趺蠢斫馑木S空間？四維空間四維比三維多一維，它是什么？是時(shí)間！想象一下，左邊有一個(gè)1 分鐘之前的我， 右邊則是現(xiàn)在我，將這“兩個(gè)我”看成兩個(gè)點(diǎn) ，穿過(guò)他們連線，它就是四維空間里的線。太棒了，四維空間出現(xiàn)了！那么在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中我們可以看到過(guò)去和未來(lái)的我么？不能！因?yàn)槲覀兪侨S生物，

5、 活在三維空間中。 就像上文提到的，那位二維生物只能看到三維物體的截面一樣，我們作為三維生物，只能看到四維空間的截面， 也就是現(xiàn)在的你、 我、他；換句話說(shuō)就是此時(shí)此刻的世界。你們還可以么？我要開始講五維空間了哦五維空間首先我們要明確一點(diǎn)， 低維度生物不能意識(shí)到高維度空間第 3頁(yè)發(fā)生的事情。我們從出生到現(xiàn)在，都感覺自己在同一個(gè)空間里。我們常說(shuō)“隨著時(shí)間的推移”，其實(shí)就是沿著時(shí)間線向前，這條時(shí)間線就是四維空間里的那條線，換句話說(shuō)，三維的我們沿著四維空間里的時(shí)間線向前走。假如我們是四維空間生物，我們就可以看到過(guò)去、現(xiàn)在、將來(lái)各個(gè)時(shí)段的我們自己。但是，時(shí)間線只有一條， 還記得前文中兩條線交叉， 將一維

6、升級(jí)為二維么？那么現(xiàn)在，在四維這條時(shí)間線的基礎(chǔ)上，我再加一條時(shí)間線和這條時(shí)間線交叉，五維空間就出現(xiàn)了！不懂？沒(méi)關(guān)系！例子舉起來(lái)！比如說(shuō)，你大學(xué)畢業(yè)參加工作，工作了 5 年，現(xiàn)在是一名經(jīng)理，那么四維空間里你只能看到大學(xué)畢業(yè)的你以及成為白領(lǐng)的這條時(shí)間線上的你。如果當(dāng)初你初中畢業(yè)就去學(xué)烹飪， 現(xiàn)在是一名廚師。 那么這就是另一條時(shí)間線上的你。在五維空間中， 你可以看到成為經(jīng)理的你， 也可以看到成為廚師的你?？偨Y(jié)的說(shuō)，五維空間，你可以看到你未來(lái)的不同分支。六維空間OK 我開始解釋六維空間?，F(xiàn)在的你如果想拜訪一下過(guò)去的你，怎么辦？我們可以將四維空間中任意一條時(shí)間線彎曲，這樣你就可以跳回以前，去見以前的你。

7、換句話說(shuō)，五維空間中，你可以“穿越”回到一條時(shí)間線上的過(guò)去。第 4頁(yè)還是拿“經(jīng)理的你”和“廚師的你”舉例子， 廚師的你感覺日子很艱辛，每天油煙嗆人，你想成為經(jīng)理，安安靜靜在辦公室里坐著。怎么辦？五維空間中，你可以穿越到你初中畢業(yè)的時(shí)候，告訴以前的你，一定要繼續(xù)讀書，上高中，考大學(xué)，做白領(lǐng)。不過(guò)這很費(fèi)力，而且風(fēng)險(xiǎn)很大，初中畢業(yè)的你需要作出不同的選擇，每一種選擇都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的時(shí)間線，一個(gè)不同版本的未來(lái)。你們還記得二維空間中螞蟻君和報(bào)紙么？彎曲一個(gè)空間產(chǎn)生一個(gè)新的維度。對(duì)了！我們直接把五維空間彎曲，產(chǎn)生六維空間。 這樣，你就可以穿越到“經(jīng)理的你”這條時(shí)間線，看一看另一個(gè)版本的你。七維空間如果你能看

8、到這里，恭喜你，你的腦洞已經(jīng)很大了。好，我們繼續(xù)，七維空間走起來(lái)。還是那個(gè)例子，前面提到兩個(gè)時(shí)間線：經(jīng)理與廚師。初中畢業(yè)的你，不可能只有這兩種選擇，而是近乎無(wú)限。怎么解釋，你的每一個(gè)決定都在塑造出一個(gè)特有的你。你可以成為任何一種你。概括地說(shuō)，初中畢業(yè)的你是一個(gè)起點(diǎn)，所有的時(shí)間線。都從這個(gè)點(diǎn)向外輻射，數(shù)量是無(wú)窮大，那么最后，七維空間里的一個(gè)點(diǎn)，里面包含著“初中畢業(yè)的你”開始的無(wú)限種可能。那么怎么畫出七維空間里的一條線？我們需要另一個(gè)點(diǎn)，但是這個(gè)點(diǎn)已經(jīng)包含了無(wú)限，如何再去找另外一個(gè)點(diǎn)？那就第 5頁(yè)是另一種開端。沒(méi)關(guān)系，我們舉例子，你會(huì)懂得。前文中我們提到由“初中畢業(yè)的你”為開端而產(chǎn)生的七維無(wú)限點(diǎn)；

9、如果你小學(xué)畢業(yè)的時(shí)候就作出不同的選擇呢？每一個(gè)選擇又會(huì)塑造一個(gè)不同的你；那么以“小學(xué)畢業(yè)的你”為開端，就會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)包含著無(wú)限時(shí)間線的點(diǎn)。將這兩點(diǎn)連成一條線，就是七維空間的線。八維空間還記得文章開始時(shí)提到的一維的線么？我們把另外一條線穿過(guò)它，就變成了二維空間。同樣的道理，我們來(lái)給七維空間升級(jí)。例子呢，還是那個(gè)“你”。 我們又找到了兩個(gè)點(diǎn)，一個(gè)是由“大學(xué)畢業(yè)的你”為開端產(chǎn)生的七維無(wú)限點(diǎn)，另一個(gè)是由“ 50 歲的你”為開端產(chǎn)生的無(wú)限點(diǎn)。將這兩點(diǎn)連線，與上文中那條連接“初中畢業(yè)的你”無(wú)限點(diǎn)“小學(xué)畢業(yè)的你”無(wú)限點(diǎn)的這條線相交。我們就得到了八維空間！九維空間好了，講到這里，你其實(shí)可以想象出九維空間是什么

10、樣了。我們把八維空間理解成那張報(bào)紙，平平的。這時(shí)螞蟻君又出現(xiàn)了，不過(guò)它已經(jīng)進(jìn)化成八維空間生物了， 給它一樣的任務(wù)，要他橫跨整個(gè)報(bào)紙去目的地，怎么辦？將報(bào)紙?jiān)僖淮尉砥饋?lái)，蟲洞又出現(xiàn)了。螞蟻君順利穿過(guò)蟲洞出現(xiàn)在目的地。也就是說(shuō)，將八維空間繼續(xù)卷曲，我們就得到了九維空間！第 6頁(yè)十維空間這里我來(lái)總結(jié)一下，回顧上文， 從零維到四維， 我們經(jīng)歷了點(diǎn)、線、面、體這個(gè)升級(jí)流程。然后四維空間又可以看做一點(diǎn)，充滿著三維空間中所有可能性的連線，這個(gè)連線就是時(shí)間。從四維到八維， 我們又經(jīng)歷了點(diǎn)、 線、面、體的升級(jí)流程。八維的點(diǎn)，充滿著七維空間中所有可能性的連線。八維空間繼續(xù)升級(jí)。 還是那個(gè)“你”， 以八維空間的點(diǎn)為起始，我們必須想出所有的可能，每一種可能都與八維的這個(gè)點(diǎn)相連，最后，我們得到十維空間里的一個(gè)點(diǎn)，充滿著九維空間中所有可能