最近《流浪地球》的大火,相信它已经成为了中国科幻的一个符号,在科幻片大火的时代,很多网友拿美国的电影来作对比,这就让我联想到了一部美国科幻大片《星际穿越》,这部历时两个多小时的电影全程毫无尿点,每一分钟都在给观众科普天文学知识和物理知识,是一部非常“硬”的电影。这部电影中有一个情节,就是宇航员库伯驾驶飞船飞入卡冈图雅大黑洞发生的过程。
库伯驾驶飞船划过黑洞的事件视界,在它的边界上徘徊,不一会儿,他就被吸进了黑洞中,在一片漆黑的电光中摩擦着前行,不知过了多久,他终于从黑洞中逃出来,映入眼帘的却不是宇宙的另一端,而是一个个由正方体组成的超立方体空间,每一个空间都是他的女儿墨菲的房间,从墨菲出生到墨菲老去,一层层一排排的空间,像一个摄像头一样,同时上演着他女儿每天的生活场景。
那么首先有一个问题,进入黑洞真的能看到这些超立方体吗?其实,电影中的超立方体是由高维度生命的帮助下搭建的一个时空连续体,它贯穿着过去、现在和未来。这个时空连续体,也就是四维时空。那我们怎么解释四维时空呢?不知道大家有没有看过《天才在左,疯子在右》这本小说,这本小说中有一节说到了“四维虫子”的概念。高维度的生命看我们就像看一条条蠕动的虫子,为什么这么说呢?因为,你可以想一下,从人类世界的上方,往下看,人每一个时刻都在一个不不同的地方,这样把人的一生沿着时间轴贯穿起来,这样看来,高维度生命就会看到人是一个很长很长的虫子状生物,慢慢的向前蠕动,就像我们看蚯蚓那样。
我觉得这个想法非常有意思,它在一定程度上允许了四维时空的存在,也构想了一种人类在四维空间中非常奇妙的一种状态。说到这里,大家眼中的三维可能是长、宽、高,或许大家还不知道,早在几个世纪前,牛顿等物理学家对物理学三维的定义早就不是这样了。
物理学三维指的是长度(长宽高容积等)、数量(质量个数次数等)、温度(热量电能电阻率等),前三个是牛顿本人总结,还有一个第维是爱因斯坦补充的,即时间(比热容速度功率等)。这也看来,大家也许对四维有了新的认识。这样来说,电影中的库伯在一排排房子间来回游走时的场景,就像高维度生命看我们人类在三维世界的生活一样,像很多个数不尽的影分身同时在工作、学习、睡觉,一眼便看透了我们从出生到死亡的所有事件,听起来感觉非常不可思议。
四维时空连续体 话又说回来,在《星际穿越》中,宇航员看到的超立方体正是四维时空。它从物理学维度上讲,符合物理学长度、温度、数量、时间的定义。而宇航员库伯,在这些数不尽的超立方体之间来回穿梭,也能够证明,这个时空连续体是不受时间单向流的束缚的,换句话说,它跳出了三维空间的局限性,跳到了四维时空!
四维时空模型:超立方体 不知道大家怎么看待四维时空这个概念呢?欢迎大家在评论下方留言,一起讨论吧!