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讨论一下《三体》中维度的设定和合理性

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在雨中的crier 发表于 2022-12-23 19:55:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 在雨中的crier 于 2022-12-23 22:21 编辑

      第一次出现“神迹”就在第三部的开端,用一个古代故事,阐释了四维的强大。
      我们生活在三维空间(时间维度先不谈),一个物体或一个位置用三个相互垂直的方向可以定位。人是想象不到四维的,我们关于四维的认知全部来源于数学推演和通过二、三维的类比,例如显然地,四维正方体的四维体积公式为边长的4次方。
不同维度之间有一些有趣的现象。假如有一个二维空间,其中有一个生物,中间是大脑,外部是表皮,它们只能用表层来接触表层,但此时我一伸手,碰到了这个二维平面(可见高中立体几何),这个平面截我的手形成一个平面,这个平面就是我的手在这个二维平面上的投影。定义这个二维平面也有四大基本作用力(可能公式不一样),我可以摘取这个二维生物的大脑。四维对于三维同样如此。
      之后是万有引力号和蓝色空间号的发现,人们进入了一个四维空间。大刘用了大量类比来描述四维空间的奇幻和神秘,同样也描写了许多在四维空间的现象。
1.人们可以看见三维中的无限细节。在三维中,人们只能从相互垂直的三个方向观测世界,无法看到物体的内部,正如二维平面内的生物只能从两个方向观测,但到了四维,人们便可以在第四个方向来看三个方向的物体,看到物体的内部细节。
2.三维人到了四维之后无比脆弱。薄纸是易破的,这是因为在厚度这个方向上纸是很小的(相较于长和宽而言),人到了四维以后因为没有第四个方向的度,身体是完全暴露在四维太空中的。幸好习惯了三维空间的生物不容易把自己的三个方向转到第四个方向,否则顷刻间会在第一至第三个方向上暴露于太空,立刻死亡。
      我们都知道,人看见物体是由于可见光子进入视网膜,通过神经传递而成的。显然,四维光子会直接穿过眼睛,无法被感受到。因此,我认为进入四维空间的人们始终没有改变到第四个方向,否则会die,并且大胆猜测,人们能看见无限细节的原因是四维光子在四维宇宙中穿过三维细节,进入人眼形成三维投影,被人所感知,但此时光的波长等性质可能会改变,人们看到的事物可能会变色(一种猜测)但是原文中又提到手可能会触及他人的内脏,这显然是进入了第四个方向,与刚刚的推论相悖。这一点可能不太合理(叠甲:四维空间谁都没去过,纯属猜测)。
      之后关一帆等人发现“魔戒”这里有个细节:人们观测到的魔戒是从一个点大小突然变成一枚硬币大小,接着突然变得巨大。这时已经进入第四个维度,且以低速航行,所以排除相对论的影响,可能是因为魔戒的形状投影到三维,随着微小的方向误差显现出巨大的差异性,在四维空间中,需要四个视角的观测,找到四个立体图像来确定物体的形状和位置,但探测器显然做不到,便无法确定魔戒的距离。人们用中微子与魔戒交流,原文中说信号十分微弱,是因为大部分的中微子都逸散到第四个方向了,如果以翘曲点为一个四维空间的三维体(不是一个点,因为翘曲点是有大小的),可以通过四维旋转来找到一条连接体与体之间的连接体,如果把这两个体都抽象成圆的话,那么只要方向正确,确实是可以正常传递的,但是因为方向不可能完全正确,总会有偏差,在四维空间里,这一点偏差会放大,导致通讯十分微弱。
      接着就是与魔戒的对话了。这里运用暗喻,把完整的宇宙比作海,把四维碎块比作小水洼,干涸指四维宇宙的三维化,鱼指文明。最后一句
      “把海弄干的鱼在海干前上了陆地,从一片黑暗森林奔向另一片黑暗森林”意思就是四维文明用三向体将宇宙三维化,之后把自己改造成三维文明,进入三维宇宙。这正对应了后文歌者文明二维化,并且用二向箔打击太阳系。
      理论上一个四维物体的四维体积转化到三维后的三维体积会是无穷,但由于物质是由基本粒子构成的,一个四维物体三维化的过程中很有可能是把每一个粒子投影到三维,并赋予三维性质,这样的话体积就不是无穷了,降维类比:如果有2.6875×10的22次方(即22.4分之一mol)个氢气分子在0℃,101KPa下,体积约为1L(0.001立方米),二维化后同样有1/22.4mol二维氢分子,面积就是0.1平方米了。在数值上0.1>0.001,所以四维物体降维后“体积”会变大。
      
       再讲二维与三维的联系。其实没什么好说的,类比就行了,不过有一句话我很在意,关一帆说四维是看得到三维,而三维是看不到二维的,这是因为这里的“看”,用的是三维光子,而不是四维光子的投影,四维是可以反射四维光子,当然可以反射三维光子,但三维光子会直接穿过二维,所以二维太阳系是看不到的。
      最后就是想象了,归零者想要把宇宙零维化,这样也许能重新回到“田园时代”,希望如此,也希望人类的火种能跨越维度,在完美的宇宙中留下足迹。
(第一次发正经帖子,本人初三,有错误勿喷,谢谢大家)
Черный 发表于 2022-12-24 12:29:57 | 显示全部楼层
说实话,我觉得刘慈欣那个“四维看得到三维,但三维看不到二维”的设定有很大的BUG。因为三维在第四个方向上同样是无限薄的,如果三维光子可以畅通无阻地经过二维,那么四维光子应该也能畅通无阻地穿过三维才对。
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