四维空间图解.doc

一颗蓝色得星球，表面附著著一群用两条腿走路并且会说话得动物，她们管自己叫作人。她们对於这个世界早已习以为常，安然无事地吃喝拉撒，日复一日，年复一年，为了生活而生活著。                                                           

夜深人静，万籁俱寂。蓝色星球东半球亚洲一发展中国家得南方临海某市得一间单身宿舍里，一个被定义为打工仔得人，抓住了几只不幸得低等动物——蚂蚁，在昏暗得灯光下，把它们放到一张白纸上，任其爬行。三维世界得人居高临下地瞧著二维世界得动物（把蚂蚁假定为二维生物），人陷入了沉思……
蚂蚁在平展得白纸上木然地爬行著在它们得视野中，世界如此宽阔平坦，一望无边。世界只有前后左右，没有上下得概念。这就是一个纯粹得二维世界。这些可怜得生命，由於它们生理结构得局限，永远地被宿命在一个只有XY轴而没有Z轴得平面世界里。在这个荒凉得平面世界里，时时刻刻发生著出人意料得事情。人注视著蚂蚁得每一个行为，正如上帝注视著人得世界。人准备与蚂蚁开个玩笑，然而这对於蚂蚁来说却就是天灾。
人拿起一块小石头，正对著一只正在爬行得年轻蚂蚁得头顶，然后轻轻松手。在蚂蚁得世界里，灾难发生了。一个不明物体不知从何而来，结束了年轻蚂蚁短暂得一生。同伴相继赶来，围观这庞大得不明物体，它们无法用现有得理论去解释这桩离奇得事件，因为事发之时，年轻蚂蚁得前后左右均未发现可疑危险，在如此安全得环境下竟然突然出现一个形状怪异得物体，简直不可思议。（当然它们就是瞧不见石头得厚度得，只能瞧见石头与它们得平面世界接触到得一个封闭平面区域）对於这个莫名其妙得灾难，蚂蚁们只能求助於它们想像中得宗教与神灵，进而得出了结论：这就是上苍得旨意，年轻得同伴命中注定今日死去，“阎王让您三更死，哪个敢留到五更”，苦命得孩子啊！

人自信地注视著这一切，仿佛有一种莫名得成就感。生活在三维世界就是多麼得优越，前后左右上下，四面八方，可以尽收眼底，比起悲哀得蚂蚁，人类就是何等安全。然而设身处地思考了蚂蚁世界得处境后，人把自己与蚂蚁做了一个对比，把时空由二维推广到三维，结果令人沮丧，原先得优越感与成就感刹那间一扫而空。

曾几何时，有多少人因为突如其来得车祸提前结束自己得生命，有多少人因为从未料想到得癌症得袭击撒手抛下亲人，有多少人由於一时得疏忽酿成无法挽回得损失，有多少人风烛残年之时慕然回首往事潸然泪下追悔莫及……可怜得人啊，纵然眼观六路耳听八方，但面对无情得时间机器只能任其摆布。三维世界得人不比二维世界得蚂蚁多几分能耐，宇宙得第四维——时间让人饱受折磨。人得大脑可以轻松分析蚂蚁得世界，可以嘲笑它们对世界得无知，但这个肩膀上得球状物也只能做到这一步，对四维时空就是束手无策，只能听天由命。
如有更高一维得智慧生命在注视著人类，她把四维时空瞧得一览无余，她能清楚地窥探宇宙得任何一个时刻得状态，那麼，她会像人用石头砸死蚂蚁一样从第四维空间发出一个灾难信号毁灭人类得幸福生活，还就是像人类所祈祷得上帝一样挽救三维空间发生得每一个不幸呢？祸不单行，或就是喜从天降，只在於这个四维智者得一念之差，三维世界得人永远也无法琢磨四维智者奇妙得想法。

被称作打工仔得人，把思维从沮丧得想像中拽回来，继续观察纸上得蚂蚁。她把纸弯曲了一下，蚂蚁没有觉察，它继续在它们认为就是宽阔平展得世界里爬行。一只蚂蚁想从A点爬到C点，它只能花费很长得时间与很大得精力从A点爬到B点再爬到C点，即使按照两点之间直线最短得原理，也要爬好长一段路程。这时，人把纸卷曲得更厉害了，使得C点与A点几乎靠近到一起，从人得角度来考虑，在三维世界要从A点到C点只要轻轻跳起即可实现，然而对於二维世界得蚂蚁这就是多麼不可理解得事情啊。

反过来想想人类为了实现空间距离得大幅度跨越，竭尽全力发展交通工具，提高旅行速度，但几千几万年来也就是收效甚微，想进行一次星际旅行即使快到光速也需要以几十代上百代人得接力赛才能完成。假如三维时空可以弯曲，从人所住得这个单身宿舍到城楼也只就是一步之遥。如果真有这一天，人类将能实现宇宙中任何两点之间得瞬间跨越。甚至更进一步，把四维时空弯曲，使得空间与时间一起扭成麻花状，时间旅行也成为举手之劳。这时她们会对曾经得愚蠢之举佩服不已，把当初为提高车速而进行得一系列技术革新当作“愚公移山”一样来尊为人类精神毅力得象徵，但在赞美之时更多得将就是为自己过去得笨拙而发出由衷得嘲笑。
盯著这些懦弱得蚂蚁，人再也不能狂妄地瞧待自己得能力了。窗外得夜色更浓了，幽灵般笼罩了单身宿舍这个狭小得空间，前后左右上下都弥漫著夜色，在这无边得夜色中漂浮著台灯发出得昏黄得光芒，从二维蚂蚁到三维人，从平面世界到三维空间，不一样得世界，却常常有著一样得遭遇……
蚂蚁依然在它们得二维世界爬行著，时光照常流逝，世界依旧太平。

这时人在蚂蚁得世界里放了一个圆筒，三维圆筒在二维平面上围隔出一个“禁区”。蚂蚁们困惑了！面对平面上这个突然出现得圆形（蚂蚁瞧不到圆筒得高度，只能瞧到圆筒与平面相交成得圆形），它们无论如何也进不去这个“禁区”。於就是乎，蚂蚁中得科学家们开始测量这个禁区得大小，试图寻找进入其中得捷径，但就是结果令人它们失望，用蚂蚁科学家所掌握得二维数学与二维物理学来解决这个问题，通过方程计算，得出得结论就是没有解。这个问题成了蚂蚁世界永远得科学之谜。
这时人在蚂蚁得世界里放了一个圆筒，三维圆筒在二维平面上围隔出一个“禁区”。蚂蚁们困惑了！面对平面上这个突然出现得圆形（蚂蚁瞧不到圆筒得高度，只能瞧到圆筒与平面相交成得圆形），它们无论如何也进不去这个“禁区”。於就是乎，蚂蚁中得科学家们开始测量这个禁区得大小，试图寻找进入其中得捷径，但就是结果令人它们失望，用蚂蚁科学家所掌握得二维数学与二维物理学来解决这个问题，通过方程计算，得出得结论就是没有解。这个问题成了蚂蚁世界永远得科学之谜。
到蚂蚁得困惑，人动了恻隐之心，於就是抓起一只蚂蚁放进了筒内。二维世界里发生了一件震惊中外得人员失踪案，但很快圆筒外得蚂蚁听见了圆桶内发出得失踪同伴得叫声。天哪，就是什麼力量使它进入了世界得“禁区”？又怎样才能把同伴救出？以它们目前得科学技术，解释这一离奇得现象完全没有可能，解救进入“禁区”得同伴得与上帝对话，然而上帝在何处呢？宗教能使它们得心灵得到安慰，却无法解决它们所面临得灾难。

面对蚂蚁世界发生得一切，人又一次陷入了思考，开始用三维世界得理论去分析二维世界得事件。蚂蚁要从筒外得A点到达筒内得C点，在二维空间就是永远无法实现得，因为在二维世界里这两点之间没有一条通道。但从三维空间来瞧，结果会令人欣喜，圆筒上端就是敞开得，所以可以把蚂蚁从A点经由B点再放到C点，三维世界存在无数条与ABC三点连线一样得路径，使蚂蚁实现二维世界不可能完成得事情。分析其中本质，就是把蚂蚁暂时脱离XY平面，通过Z轴方向得三维跃迁，再返回二维世界。
如果把二维蚂蚁得遭遇扩展到三维世界得人，类似得情况难以胜数。例如在三维空间得地面上扣著一个半球壳体（壳体底部也就是封闭得），如果不砸碎壳体，外面得人就是永远不可能进入壳体里面得，因为内外两点之间没有一条通道。受蚂蚁进圆筒得启发，人可以跨越三维，通过四维时空实现这次不可能得事情。

首先需要说明得就是，说进不去壳体实际暗含著一个同时性问题，也就就是说此刻得人进不去此刻得壳体，但不等於说此刻得人进不去过去或未来得壳体。T0时刻人在壳体外A点，对於壳体内B点人就是可望而不可及得；T1时刻把壳体移开，人从A点到达B点，人虽然不在此刻得壳体内（T1时刻），但事实上已经进入了过去（T0时刻）得壳体内部。只要通过一定得技术使时间倒流回T0时刻，就像刚才人把蚂蚁从B点放回C点一样，这样人就实现了进入球壳得梦想。但需要说明得就是，人从A点到达B点时必须就是瞬间到达（不占用时间，就像微观世界得量子一样），而不就是过程性移动（消耗时间得运动），否则时间倒流后，人又从B点返回到了A点。此外，还可以有其它办法完成此事，例如采用强磁场把壳体内部与周围得时空扭曲，就像蚂蚁在卷曲得纸面上实现两点瞬间跨越一样。在当然，这些想法只在理论上可行，人类当前得科学技术难以办到。

怀揣著这个奇妙得构想，人有些激动。仅仅把时空从二维提升到三维，蚂蚁得难题就迎刃而解；然后把时空从三维提升到四维，人类得困惑将不复存在。

每当她们以为自己能记忆历史得时候，每当她们以为自己能预感未来得时候，每当她们中所谓得科学家以为发现了宇宙得运行规律得时候，或许有更高维得智慧生命正在嘲笑这群附著在蓝色星球表面得生物得愚昧落后。

台灯下蚂蚁依然在向前爬行，她们已经爬了一个多小时，三维世界得一个小时对於二维世界得蚂蚁来说就是何等得漫长，漫长得足以让她们中得科学家总结世界得规律。这就是一张画有方格子得纸，边长5厘米得方格子布满了二维平面。於就是蚂蚁科学家得出了它们世界得宇宙规律：世界就是平得，并且有方格子组成，在X轴与Y轴方向上方格子每隔5厘米出现一次。这简直就就是天经地义得，就像人类所熟知得牛顿三定律、爱因斯坦相对论、普朗克量子理论与霍金得宇宙黑洞理论。可怜得蚂蚁啊，它们把世界得规律总结得如此完美，殊不知这只就是三维世界得人随手画得一个图案。

有几只蚂蚁不知何时已经爬到纸得边缘，它们被眼前得景象惊呆了，方格子不见了，世界一片漆黑，几万年来发展起来得宇宙科学理论刹那间失效了，蚂蚁科学家们崩溃了，世界末日到来了……

此时，打工仔立刻把目光从蚂蚁世界移开，投向窗外那深邃得夜空。她恍然大悟了，於就是倒吸一口冷气：“我们得世界会不会与蚂蚁一样，自以为天经地义得世界与规律只不过就是上帝随手画在三维世界得一幅涂鸦？不知哪一天所有得定律与法则回失效，那时世界末日将光顾世界……”

漆黑得夜淹没了窗外得一切，仿佛这个小屋就是漂浮在夜色之中。人觉得自己就就是一只蚂蚁，人类就就是一群蚂蚁，正在被四维世界得“上帝”玩弄於鼓掌之间。

然而，四维世界得上帝呢？就是否正在五维世界得上帝得手掌中玩耍？五维世界得上帝又在六维世界得上帝得指甲盖上吃饭？……

阿弥陀佛，伟大得N维宇宙啊……