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當(dāng)【數(shù)學(xué)四維空間】遇到了【宇宙的外面是什么】

 汐鈺文藝范 2016-11-12

宇宙的外面是什么?

無限論:有更多更大的宇宙空間,。
有限論:沒有外面一說,。

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        乍一看,你會(huì)更認(rèn)同無限論的觀點(diǎn),,因?yàn)檫@種觀點(diǎn)更好理解,。之所以好理解,是因?yàn)檫@種觀點(diǎn)是建立在常規(guī)思維之上的,。我們現(xiàn)實(shí)生活中接觸到的絕大多數(shù)東西,都會(huì)有“內(nèi)外”之分,,因此很自然的將這種思想運(yùn)用到宇宙的尺度上,。



        如果我們現(xiàn)存的宇宙之外還有類似的空間,那么我們到那個(gè)空間看看如何,?在那個(gè)空間,,你或許可以看到有很多個(gè)宇宙,你會(huì)不禁感嘆:“啊,!人類還是太渺小了,!”你會(huì)癡迷于這個(gè)空間,因?yàn)榭梢钥吹剿杏钪婺P屯暾拿婷?。但你很快?huì)厭倦,,因?yàn)槟愫芟胫溃€有比這個(gè)空間還大的空間嗎,?

無限論:怎么會(huì)沒有,?宇宙就是無限大的!

        好的,,我們一起去看下比這個(gè)空間還要大的空間是怎么樣的吧,!那么,假設(shè)我們?nèi)サ侥莻€(gè)空間,,還會(huì)有比那個(gè)空間還要大的空間嗎,?好的,假設(shè)會(huì)有那么一個(gè)空間,;那么,,比這個(gè)空間還要大的呢?好的,,假設(shè)是一個(gè)更大的空間,;那么,比這個(gè)更大的空間還要大的呢,?好的,,假設(shè)······

        這種就是宇宙無限論的基本觀點(diǎn),不管我們現(xiàn)存的宇宙外面是平行宇宙也好,,多重宇宙也好,,神佛鬼也好,反正就是無限大,!大到?jīng)]有盡頭,!
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        有限論的觀點(diǎn)是怎么回事呢?其實(shí)更準(zhǔn)確點(diǎn)說,,有限論的觀點(diǎn)稱作“有限無邊”,。

        這個(gè)概念的本質(zhì)屬于數(shù)學(xué)高維度概念范疇。既然是有限的,,怎么會(huì)無邊呢,?這不是自相矛盾么?請(qǐng)?jiān)试S我啰嗦一點(diǎn),,從零維概念開始說起,。


 


    


零維:所有維度被卷曲至無限小,,小到可以忽略不計(jì)的點(diǎn);
一維:在長(zhǎng)度上可以無限延長(zhǎng)的線,;
二維:在長(zhǎng)度和寬度上可以無限延長(zhǎng)的面,;
三維:在長(zhǎng)度、寬度和高度上可以無限延長(zhǎng)的體,;

無限論:不是說宇宙是有限的么,?


        這里要明白一個(gè)道理,數(shù)學(xué)和物理雖然關(guān)系密切,,但畢竟不是同樣的概念,。數(shù)學(xué)上允許存在無限概念,但在物理學(xué)上是不允許的,。即:【現(xiàn)實(shí)中不存在“無限”概念】,。當(dāng)然,這僅僅是說明宇宙“有限無邊”的其中一個(gè)道理而已,。

        從現(xiàn)在起,,需要發(fā)揮你的一點(diǎn)想象力······
        四維:在長(zhǎng)度、寬度,、高度和第四空間維度上可以無限延長(zhǎng)的“超體”(見前圖),。

        這里描述的四維空間,屬于數(shù)學(xué)高維度空間的概念,,而并非指愛因斯坦的四維時(shí)空,。

        四維空間到底是怎樣的呢?以我們?nèi)祟惖恼J(rèn)知能力,,我們是感受不到的,。就好比二維的生物永遠(yuǎn)理解不了“高度”是怎樣的概念一樣。但有一點(diǎn)是不敢否定的:第四維是劃分三維空間“內(nèi)外”方向的標(biāo)準(zhǔn),。

無限論:此話怎講,?



        我想大家都聽說過“莫比烏斯環(huán)”。指的是將一個(gè)原本為雙側(cè)曲面紙圈的一端旋轉(zhuǎn)180°之后再與另一端相連接組成的一個(gè)單側(cè)曲面,。表現(xiàn)的性質(zhì)為:一維上的無限,。即,如果你是一個(gè)二維的生物,,在莫比烏斯環(huán)上行走的話,,你可以在不繞過環(huán)邊緣的情況下,把原來環(huán)上“內(nèi)外”兩個(gè)側(cè)面都走過一遍并最終回到原點(diǎn),。在三維的人眼中看來,,這并沒有什么稀奇,但在你看來,,卻很難理解,。



        還有一個(gè)奇怪的模型,是莫比烏斯環(huán)的“升級(jí)版”,,數(shù)學(xué)家把它稱作“克萊因瓶”,。指的是將一個(gè)瓶子的瓶頸扭曲進(jìn)入瓶子內(nèi)部之后再與底端的洞相連接組成的一個(gè)閉合曲面。表現(xiàn)的性質(zhì)為:二維上的無限,。這個(gè)模型在我們看來并不完整,,可以明顯的看出,存在一個(gè)交界面,,這是因?yàn)槲覀兩硖幍目臻g是三維空間,,我們?nèi)鄙僖粋€(gè)第四維,所以只能把它做成這個(gè)樣子,。就好比將莫比烏斯環(huán)放到二維中制作時(shí),,始終會(huì)有一個(gè)交界線。當(dāng)你在一個(gè)真正完整的克萊因瓶上行走時(shí),,你可以在不穿過瓶子瓶口的情況下,,把原來瓶子的“內(nèi)外”都走過一遍并最終回到原點(diǎn)。在四維的生物眼中看來,,這并沒有什么稀奇,,但在我們看來,這是無法理解的?。ǜ剑核木S中的生物只是用作例子,,實(shí)際很有可能不存在)

        從上面兩個(gè)模型可以看出,空間維度每增加一維,,就可以區(qū)分開低一級(jí)維度的“內(nèi)外”方向,,就像高度可以區(qū)分二維的內(nèi)外一樣。如果在二維中畫一個(gè)圈圈圍住一個(gè)點(diǎn),,這個(gè)點(diǎn)不突破圈圈是沒有辦法跑到圈圈外的,,但在三維中完全不用;又比方說,,三維中的雞蛋殼裹住了蛋黃,,蛋黃不突破蛋殼是沒有辦法跑到蛋外面的,但在四維中完全不用,。至于空間上的第四維是什么,,我們大可以發(fā)揮自己的想象,這里不多談了,。



        我們的宇宙正處于高維度空間中(目前關(guān)于四維空間的存在問題,,可以由黑洞導(dǎo)致的空間扭曲現(xiàn)象中驗(yàn)證出來;除此之外,,沒有更多的有效證據(jù)了,;這里暫時(shí)不談這個(gè)問題),,因?yàn)槲覀內(nèi)鄙俚谒木S,或者說還沒有驗(yàn)證出第四維,,所以我們通過任何三維的方法都是走不出宇宙的,。




        再用地球做類比,地球的表面就是“有限無邊”的,。我們?cè)诘厍虮砻嫔闲凶?,無論如何都走不出表面,也無論如何都走不到“邊”,,因?yàn)楦揪蜎]有邊,。除非加入“高度”這個(gè)概念并向上運(yùn)動(dòng),我們才能擺脫地球的表面,。同理,,身處三維空間中的我們,在宇宙中“行走”時(shí),,無論如何都走不出宇宙,,也無論如何都走不到宇宙的“邊”,因?yàn)楦揪蜎]有宇宙的邊,。想要走出宇宙,,除非加入“第四空間維度”這個(gè)概念,往空間的內(nèi)方向上運(yùn)動(dòng),,才能擺脫宇宙的束縛到達(dá)宇宙之外,。否則,宇宙對(duì)于我們來說就是有限無邊的,。
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        我們?cè)賮砜匆粋€(gè)實(shí)例:將一張星空膠卷放大一定倍數(shù),,得到放大后的膠卷,從兩張膠卷中選擇相同的一顆星星,,使其重疊,。你會(huì)發(fā)現(xiàn),其它星星都以重疊的這顆星星為中心點(diǎn)呈放射性的向外擴(kuò)散,。如果我們換一顆星星進(jìn)行重疊觀察,,會(huì)得到同樣的結(jié)果。


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        這就說明了,,由于宇宙膨脹,,宇宙中的任何一點(diǎn)都可以是宇宙的中心。假設(shè)在宇宙的“邊緣”存在一點(diǎn),,那么這一點(diǎn)也可以是宇宙的中心,。換言之,宇宙中的任何一點(diǎn)又可以是宇宙的邊緣!根據(jù)數(shù)學(xué)四維空間的性質(zhì),,得出一個(gè)結(jié)論就是:【內(nèi)即是外】,。也就是宇宙沒有所謂的內(nèi)外。不存在“宇宙的外面”這一說法,。
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“奧卡姆剃刀定律”說到一個(gè)原則:如無必要,,勿增實(shí)體。對(duì)于同一現(xiàn)象有不同的假說,,我們應(yīng)該采取比較簡(jiǎn)單的那一種。

        如果有兩個(gè)原理,,它們都能解釋觀測(cè)到的事實(shí),,那么我們應(yīng)該使用簡(jiǎn)單的那個(gè),直到發(fā)現(xiàn)更多的證據(jù),。對(duì)于現(xiàn)象最簡(jiǎn)單的解釋往往比較為復(fù)雜的解釋更正確,。如果有兩個(gè)解決方案,選擇最簡(jiǎn)單的,,需要最少假設(shè)的解釋更有可能是正確的,。這種做法只是為理論的發(fā)展尋求一種指導(dǎo)。

        對(duì)于宇宙的形態(tài),,我們有“無限”和“有限”兩種原理,。“無限”原理幾乎是不可能被觀測(cè)到的,,而“有限”是可以被觀測(cè)到的(目前可觀測(cè)宇宙是根據(jù)光傳播到達(dá)過的范圍而定的),;解決“無限”原理時(shí),我們需要過多的假設(shè),,解決“有限”原理時(shí),,我們只需要一種假設(shè);相比之下,,“有限”原理比“無限”原理更為簡(jiǎn)單,。
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引用一些對(duì)“無限宇宙論”的一些質(zhì)疑:

1. 既然宇宙是無限的,請(qǐng)問宇宙怎么膨脹,?
2. 既然宇宙是無限的,,請(qǐng)問是用什么觀點(diǎn)或理論支持的?
3. 既然宇宙是無限的,,在得出“宇宙的外面”這個(gè)說法前,,你能指出莫比烏斯環(huán)哪邊是內(nèi),哪邊是外嗎,?

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