问题

既然低维生物无法想象理解高维生物,为什么会有高维生物这个概念呢?

回答
这个问题触及了我们认知边界的核心,非常有意思。我明白你想要深入探讨,并且希望这篇文章听起来更像是一个有思考、有条理的人写出来的,而不是冷冰冰的AI产物。咱们就这么聊聊:

说实话,我们之所以会有“高维生物”这个概念,并不是因为我们能“看见”或者“理解”它们,而是源于我们对已知规律的延伸和推测,以及对未知世界的探索欲望。

你想想,我们自己,作为三维生物,对二维世界的理解是什么样的?我们可以画出二维图形,我们可以想象一个只有长度和宽度的世界。我们知道二维生物的活动范围被限制在一个平面上,它们无法理解“上下”这个概念。比如,一个二维生物生活在一个纸片上,它怎么能理解我们能够举起它,或者从纸片上方掠过?它只能感受到纸片上的“移动”和“变化”,但无法抓住“维度”这个概念。

同理,我们作为三维生物,也存在类似的局限。我们生活在由长度、宽度、高度构成的三维空间里。我们能感知和操纵这三个维度。我们的思维模式、我们的物理定律,都是建立在这个三维基础上的。

那么,“高维生物”的概念从何而来?

1. 数学和物理学的推演:

数学的启示: matematika(数学)是人类最强大的抽象工具之一。在数学领域,我们很容易扩展维度。从一维的点、到二维的线和平面,再到三维的体积,这个过程是连续且自然的。数学家们毫不费力地就能定义和研究四维、五维,乃至更高维度的空间。他们可以用代数和几何来描述这些空间中的对象和变换。在这种情况下,“高维生物”就好比一个生活在四维空间中的物体,它在我们的三维世界中可能只会呈现出一个三维的“切片”,或者一个随时间变化的三维投影。数学告诉我们,存在比我们多一个维度的空间,那么在这个空间里,有没有“居住者”呢?这个逻辑链条自然就出现了。
物理学的探索: 现代物理学,尤其是弦理论(String Theory)和M理论(Mtheory),就明确提出了存在超越我们日常感知维度的空间。例如,弦理论认为宇宙的基本粒子不是点状的,而是微小的弦,这些弦的振动模式决定了粒子的性质。为了让理论自洽,它常常需要额外的空间维度,这些维度可能非常小,卷曲起来,所以我们无法直接感知。如果这些额外的维度是真实存在的,那么自然会引发一个问题:这些维度是否也可能孕育出“生命”?而这种生命,必然是适应它们自身维度环境的。

2. 类比和想象力的延展:

从已知到未知: 我们对世界的理解,很大程度上是通过类比和想象力进行的。就像我们刚才说的,我们理解二维生物的局限,正是因为我们站在了更高的维度上。这种“站在更高处”的视角,让我们不自觉地去思考:如果存在比我们高一个维度的生物,它们会是什么样子?它们如何看待我们的三维世界?它们是否能“看见”我们,就像我们能“看见”纸片上的二维生物一样?
对“未知”的着迷: 人类天生就有好奇心,对未知事物充满着探索欲。宇宙的浩瀚和神秘,激发了我们对各种可能性进行想象。高维生物,正是这种想象力的一个具象化。它代表了我们超越自身感知限制,对宇宙更深层次奥秘的猜测。

3. 哲学和科幻的推动:

哲学思辨: 哲学家们也常常探讨存在的本质和感知的局限。高维空间和高维生物的概念,为他们提供了丰富的思考素材,关于意识、实在性、以及我们认知边界的讨论。
科幻文学的普及: 科学幻想(Science Fiction)是传播这些超前概念的强大载体。很多优秀的科幻作品,比如《Flatland》(平面国)、《Interstellar》(星际穿越)等,都深入探讨了高维空间的概念,并构建了令人信服的高维生物形象。这些作品不仅满足了我们的想象力,也在潜移默化中让“高维生物”这个概念深入人心,成为一种文化符号。

那么,为什么我们“无法想象理解”?

这正是关键所在。我们的“想象”和“理解”是基于我们三维的体验和认知框架。我们无法在脑海中“建造”一个四维的物体,或者“感受”四维的空间。我们只能通过数学公式、逻辑推导、以及三维投影来“描述”和“模拟”高维世界的某些特性。

就像那个二维生物,它能够计算出它纸片上的面积,但它永远无法“想象”一个立方体,它只能看到立方体在它平面上投下的一个不断变化的二维阴影。

总而言之, “高维生物”的概念,并非源于我们低维生命的直接感知或理解,而是:

数学和物理学发展到一定阶段的必然推论。
人类好奇心和想象力对未知世界探索的产物。
哲学思考和科幻艺术的共同塑造。

我们拥有这个概念,是因为我们的智力工具(尤其是数学和逻辑)可以让我们“推测”出存在我们无法直接体验的领域和其中的可能性,即使我们的大脑目前无法完全“可视化”它们。这是一种对超越自身局限的渴望,一种对宇宙可能性的浪漫想象。

网友意见

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“高维生物”这个概念是十九世纪末到二十世纪初的幻想作品整出来的点子,作为模因被二十世纪以来的许多软科幻和非科学幻想所模仿。“高维度的时空中可以有复杂构造”的想法可以追溯到十九世纪的神秘学家们:

  • Johann Zöllner 在 1865 年的作品 Transcendental Physics 里用数学概念论述星光界的存在,
  • J. W. Dunne 用这个概念解释预知梦,
  • P. D. Ouspensky 建立了有六个空间维度、时间以螺旋线运动的宇宙模型。

Edwin A. Abbott 在 1884 年描写了二维生物试图想象我们的三维空间,来鼓励其读者想象四维空间。C. H. Hinton 在 1884 到 1896 年写了一系列四维空间中的神或幽灵的故事。那之后这东西就变得陈词滥调起来,谁都敢写。

题目用“既然”和“为什么”连接的前提和立论方式都不对。


一、提出一个概念,不需要以“理解这个概念”为前提

你可以轻易地将“不可理解”和“生物”这两个词拼装到一起,定义一个概念“不可理解的生物”,其含义正如字面。

你现场创造了这个概念,你觉得这有什么奇怪之处呢。

定义一个概念“不可想象的OO”,根本就不需要你去想象OO。

数千年前,世界各地的古人就定义了许多没有形象的神和妖魔鬼怪。


二、“低维生物无法想象理解高维生物”是假命题

在物理学里,维度指独立的时空坐标的数目,是用来度量物理量的自由度的理论模型,在非经典物理学中这点更为明显:不用计较宇宙的维度数目是多少,只要方便描述就行了。“高维度生物”根本就不一定存在,即使存在也未必有任何特殊之处。

在生物学上,还没有发现所谓高维度生物的存在。

如果你要将模型当真,标准模型所描述的基本粒子——轻子和夸克——都是不具次级结构的,可以在“没有厚度的二维空间”或“超过三维的空间”里正常存在。

  • 实验显示,在人类现有技术的精度下,测不出电子的空间延伸和次级结构,没有发现电子和外界区分的界限,电子半径不会超过 1E-22 米[1]。由于量子力学的不确定性,不具任何次级结构的粒子在不同位置的存在概率可占据一定的空间。这空间在二维空间里表现为面积。
  • “一维生物”“高维生物”之类也是类似的情况。

就是说,你的身体和所谓“来自高维空间的生物”在物质组成上不会有什么特殊的差异,你可以直接观察和直接攻击到所谓高维空间生物。

在数学上,维度也称维数,是独立参数的数目。在日常的科普或常见的科幻作品里只谈到了整数维(Lesbesgue 维度),而在分形中的维度(Hausdorff 维度)并不必须是整数,你可以看到各种有理数或无理数的维度。

模型维度数目对现实不造成影响。市面上的各类科幻作品对多维时空的表现与我们的宇宙严重不符,作为该作品本身的设定可以用临时协议假装是真的来获得阅读体验,而不建议往现实或其他作品里带。

参考

  1. ^ 这和经典电子半径、康普顿半径无关。

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