“对的,没错!就像一维看一维实际看到的是零维,二维看二维实际看到的是一维,三维看三维实际上看到的是二维,我们对三维的感觉之所以立体,是像工程制图那样把几个面组合起来了!”
“不不不,不完全对。”朱暮彤灵光乍现,她突然想到了一个问题,这个问题是当初大师兄在跟她透露《三体》第二部中关于四维空间时提到的问题——“我们究竟生活在四维空间还是三维空间?”
朱暮彤恍然大悟,她拍了下自己的脑袋,发现尽管现在还是冬季,但自己的额头上竟然覆盖着一层薄汗!“我们实际上是生活在四维空间呀!时间,就是时间,这是目前大部分对高维度感兴趣的人公认的‘第四维’,就是因为我们不是静止状态的,我们才会在时间的动态下在三维空间里通过转换角度来找到那个立体感呀!否则的话,如果我们只是静止不动,看到的物体就是一个面——和工程制图里看到的是一模一样的一个面而已,只是在时间的流动中,我们会变更观察角度,哪怕自己觉得身体没动,我们的眼球、视角也会发生变动,这,才是我们可以感知三维物体的原因。对于有些人很难理解工程制图那种透视效果,归根结底是他们太习惯动态,也就是依赖时间这个‘第四维度’来观察了,换句话解释,就是我们自己的眼睛不自知地看到了不同时刻下目标物体在不同角度中的呈现,以至于自己的内心已经想象不出真正静止观察时看到的竟然会只是一个‘面’,而不是一个‘体’!”
朱暮彤顶着饥饿,又深入地想了一步“所以,在四维空间是可以看到真正的三维物体的!而在某些角度下,是否只能看到其二维投影,也就是一个面呢?”她开始严谨地推理了。
“一个一维物体若将它自己这条线的 X轴顺行摆在二维空间里的 Y轴上,这时观察者只要在二维空间顺着 Y轴看,看到的就是一个点,即零维。同理,一个二维物体可以将它这个平面上的 X或 Y轴顺行摆在三维空间里的 Z轴上,这样观察者即使在三维空间,只要顺着 Z轴的方向观察,看到的就是一条线,即一维。那如果一个三维物体只要将它 X、Y或 Z轴之一顺行摆在四维空间里的 T轴上,若观察者在四维空间中顺着 T轴方向观看,是否也只能看到降维的目标?“此时如果有路人看到朱暮彤的表情,肯定以为她内心正承受着极大的煎熬,只见她眉头紧锁,表情严峻,因为她实在想象不出来什么叫做“顺着 T轴摆放”,也很难理解什么叫做“顺着 T轴方向观看”。
她这时发现自己已经走回小区门口了,可她不想放弃目前思考的成果,于是走进小区在里边的小花园中来回踱步。
半晌过后,朱暮彤俏脸一喜,心中茅塞顿开。“就是呀,当然可以了!所谓顺着 T轴摆放和顺着 T轴观察,就是好比是观察者与目标物的相对位置不变啊!平时我们之所以看到一个三维物体是一个“体”,只是由于我们不知不觉变换了角度,所以无形中观察到了这个体的多个降维投影,也就是看到了多个“面”。但如果我们让这个物体也随着观察者视角的变动而变动,让它的变动在时间上抵消观察者的变动,不就是沿着这个时间 T轴观察了么?这个时候相当于观察者与目标物保持相对静止,任由时间的流逝,观察者看到的物体当然就一直只是那一个‘面’。”朱暮彤在自己眼前比了个“yes”的手势。
“我们甚至可以想象这么一个场景:目标物体是一个没有任何瑕疵的完美圆球,自己就是那个观察者。那我们如果以一个速度绕着这个圆球转动,那所谓顺着 T轴观察,就是顺着时间流转的方式看,而所谓顺着 T轴摆放,就是保证这个球的运动角度和时间流逝造成的观察角度始终一致,也就是让球也以同样的角速度转动,这时我们看到的不就是一直是那个圆么?”朱暮彤如获至宝,面露惊喜的神色。
“其实古代人认为‘天圆地方’,都是忽略了时间T轴而单纯地在三维空间观察所谓三维世界,这样只看到了一个二维平面而已。难怪天文历法那么重要,正是因为历法中引入了时间这个‘T轴’概念,这些星体在时间轨迹下产生了不同的运动轨迹才可以帮助我们还原真实的三维世界。”朱暮彤想到这里,心情非常激动,那感觉像极了当年自己在国际物理竞赛上解完最后一道难题时的感觉,甚至比自己和大师兄一起在项目组取得量子计算方法突破时的感觉还要美妙,因为这是属于她自己思想上的硕果,而实验室里的成就,说实话,她更多的只是在用复杂的算法反复验证大师兄他们设计的方案或是重复着其他科研机构最新提出的一些实验方法。
就在朱暮彤呆呆地站在冬日暖阳下的小区花园里傻笑时,她的电话响了,来电的正是“妈妈”。
“喂,彤彤,你怎么还不回来啊,这都 12点半了!”朱菲的语气显得有些焦急。
“妈,我已经到楼下了,这就上来。”
挂断电话之后,朱暮彤长出一口气,一丝怅然若失的感觉浮上她的心头:“大师兄要是在就好了,以前我的这些奇怪的想法都是会和他探讨的。也许他早就悟出了这些结论,又或者我的这些想法根本就不成立,搞不好被他两分钟就可以推翻了呢。”想到这里,她心里不由得暗暗觉得好笑,“我又不搞物理研究了,想这么多有的没的干啥?!”于是她三步并作两步,回到了家中,只不过,在她整个的午饭过程中,脑子里还一直在反复思考着她这一路上关于维度的思考,甚至还在下午总结出下边这个表格:
观察者所属维度/观察目标维度/观察独立目标结果/观察多个目标结果
m n x1 x2
1 1 点(0维) 点(0维)
2 1 0-1 0-1
3 1 0-1 0-1
4 1 0-1 0-1
1 2 0 0
2 2 0-1 0-1
3 2 1-2 0-2
4 2 1-2 0-2
1 3 0 0
2 3 0-1 0-1
3 3 1-2 0-2
4 3 2-3 0-3
1 4 0 0
2 4 0-1 0-1
3 4 1-2 0-2
4 4 2-3 0-3
而关于上边这最后四行,关于观察物是四维物体的观察结果,完全是朱暮彤根据之前的总结所做出的推论,因为在她的脑海里实在想象不到什么是四维物体。同时,她在这个表后边竟然用公式总结如下:
当 m=n时,x1=[n-2, n-1],x2=[0, n-1],且n=1时,x1=0。
当 m
当 m>n时,x1=[n-1, n],x2=[0, n]。
而在最后,朱暮彤留下了这么一个备注:“所以,在《三体》里描述的从四维空间看三维物体的结论不一定正确,该遮挡的还是会被遮挡。”