美妙的四維空間

耿衛(wèi)強(qiáng) 劉婷

摘要： 我們看過二維的動(dòng)畫片，三維、四維的電影，學(xué)過三維立體幾何，但你聽說過四維空間嗎？那么就趕快來吧，讓我們一起來欣賞、享受世間最美妙的空間—四維空間吧！

零維就是所謂的點(diǎn)，一維是線，二維是面，三維是靜態(tài)空間，四維是動(dòng)態(tài)空間（因?yàn)橛辛藭r(shí)間），當(dāng)然這只是一種說法，并不是說第四維就是時(shí)間。四維空間是一個(gè)時(shí)空的概念，四維以上的空間我們根本找不到實(shí)物，只能通過想象。

四維空間被稱為世間最完美的空間。簡單來說，任何具有四維的空間都可以被稱為“四維空間”。不過，日常生活所提及的“四維空間”，大多數(shù)都是指愛因斯坦在他的《廣義相對(duì)論》和《狹義相對(duì)論》中提及的“四維時(shí)空”概念。根據(jù)愛因斯坦的概念，我們的宇宙是由時(shí)間和空間構(gòu)成。時(shí)空的關(guān)系，是在空間的架構(gòu)上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又多了一條時(shí)間軸，而這條時(shí)間的軸是一條虛數(shù)值的軸。現(xiàn)代微觀物理學(xué)提到的高維空間是另一層意思，只有數(shù)學(xué)意義。四維時(shí)空是構(gòu)成真實(shí)世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至于高維真實(shí)空間，至少現(xiàn)在我們還無法感知。時(shí)間我們看不到，摸不著，只能參照其他事物感覺到。在物理學(xué)上，時(shí)間被認(rèn)為是除了長、寬、高之外的第四度空間。當(dāng)你從家里走到零售店時(shí)，你在空間的三個(gè)維度都作了位移：長度、寬度、高度。其實(shí)，你也在第四維度空間時(shí)間維度進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)。科學(xué)家總結(jié)了人們對(duì)時(shí)間觀察的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)定時(shí)間只會(huì)永遠(yuǎn)向前進(jìn)，不會(huì)倒退。

1934年，在美國菲拉狄爾菲亞港，有一艘滿載官兵的驅(qū)逐艦，正啟程遠(yuǎn)海駛?cè)ァＭ蝗唬魂嚥u來，還沒等司舵把穩(wěn)方向，轉(zhuǎn)瞬間，這艘船卻神奇地在弗臺(tái)尼亞洲東南部的諾福克海港出現(xiàn)了。艦長、大副、領(lǐng)航、司舵和水手們個(gè)個(gè)睜大了眼睛，面面相覷，誰也不知道發(fā)生了什么事情，艦長緊蹙雙眉的納悶著菲拉狄爾菲亞港和諾福克港之間距離500多公里，在短促的時(shí)間里，怎么可能由一個(gè)港口航行到另一個(gè)港口：況且大副、領(lǐng)航、司舵又沒失職，層層控制著這艘船，又怎么會(huì)發(fā)生這種不可思議的事情？真是莫名其妙！…… 這個(gè)故事講的就是時(shí)間上的莫名其妙的差異。其實(shí)在影視劇里我們?cè)缇土私膺^穿越時(shí)空的故事。像古天樂演的<尋秦記>講的就是21世紀(jì)的項(xiàng)少龍承載時(shí)空穿梭機(jī)回到秦朝的故事。據(jù)美國媒體報(bào)道，在各種科幻小說中，時(shí)間旅行是最令人激動(dòng)的設(shè)想之一。人們?cè)O(shè)想在登上時(shí)光機(jī)器后，可以在瞬間回到他所希望前往的那個(gè)時(shí)代。那么，人類是否真的進(jìn)行時(shí)間旅行？是否真的可以通過機(jī)器回到過去？美國科學(xué)家表示，時(shí)間旅行只是一種美好的想法，在現(xiàn)實(shí)中是根本不可能實(shí)現(xiàn)的。

人根據(jù)看到過的事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或聽到過的聲音，通過記憶才能產(chǎn)生時(shí)間的感覺。沒有對(duì)照物，沒有對(duì)過去情況的記憶，就沒有時(shí)間的印象。時(shí)間就是人憑著記憶對(duì)照一系列事物發(fā)生的先后得到的印象和感覺。時(shí)間旅行也許意味著可以去修正或改變命運(yùn)的發(fā)展，或是與歷史上的風(fēng)云人物一起去見證偉大的歷史事件;人們當(dāng)然也有可能去未來旅行，比如去那里了解股市行情，探知科學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)。

時(shí)間旅行打開了一扇既可以回到過去又可以踏入未來的大門。如果認(rèn)為時(shí)間旅行僅僅只是一個(gè)科幻小說的題材，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。因?yàn)橄鄬?duì)論的思想表明，時(shí)間旅行是可能的。