正文  07.時間光錐(3)

章節字數:3818  更新時間:24-12-04 19:44

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    根據四維時空的理論,隻需要達到光速人就能穿越時空,或者在極短的時間內穿越很遠的距離。

    四維,簡單來說就是時空,就是在三維的基礎上加上時間,我們可以把自身理解成一個點,時間理解成一條線,你沿著時間線從小到大從生到死,不能停止和後退,這就是四維。有人把我們的空間說成是三維或者是四維,覺得這樣的說法不夠準確;正確表述是三維空間、四維時空,實際上算是三維半空間。因為我們的時間是一直向前,嚴格意義上來講應該算是半個維度。

    但這並不代表宇宙的時間就隻有半個維度,實際上,科學家認為,宇宙應該有一個完整的時間軸,人類之所以無法穿越時空,隻是我們的科技還沒有達到那樣的層麵而已。三維也好、四維也好,就像中國殲20是中國標準的四代機,按照美國和俄羅斯最新的劃代就是五代機,實際上沒什麼差別。但這些都是通過數學算出來的,局限於我們的認知,過分解讀也沒必要,知道就行。四維空間生物,影視作品裏有,像巧克力融化成一堆,然後聚合成形象站立起來。

    五維,其實就是一個時間平麵,無數的時間軸線集合起來,會構成一個時間平麵,這個時間平麵就算五維空間。可以想象,一個五維空間的物體,應該是跨越不同時間軸線的。在任意一個時間軸線上隻能觀察到它的一部分。在四維空間裏時間是線性的,方向和進程不可改變,但是在五維空間裏,你可以改變時間的方向和進程(與其說你改變了曆史,不如說你改變了你所在的時間軸線)。五維空間生物,影視作品裏也有,就是像粒子一樣聚散離合,也可以說是如雲如霧。

    六維,是指任何擁有六個維度的空間,六自由度,並且需要六個數據或坐標來指定該空間中的位置。這些座標可以有無限多種,但最有趣的是更簡單的模型的一些方麵的環境。四、五、六維度是能量性的維度分別,維度越高知覺越多,活動範圍也越廣,能操控的能量越大。六維空間生物,是在能量空間中生活,不需要物性的支持。從六維以上以光的形式體現能量性機體,隻是光的能量有高低。

    七維,把整個六維空間看成一個點,無數這樣的點構成了一條線。這條線即為第七維度。八維就是在七維線上任意點會產生任意個宇宙,或與我們相似,或與我們完全不同。九維,扭曲八維空間,讓每個宇宙的時間線和可能性相交,無需前往那個宇宙的起點重新來過即可實現穿越。十維,再次把前一個維度視為一個點,實現淩駕於九維之上。這個點包含了所有可能的宇宙裏的所有時間線上的所有奇點的,平行空間裏的所有三維空間裏的所有點、線、麵。十維空間能夠擁有無限的時間和無限的空間。十一維,其實是在十維空間的基礎上,加上了記憶和感知。超乎認知範圍之外的維度,目前無法用語言形容的維度。在這個維度,我們已經想象不出生物不會哪種能力。因為愛因斯坦認為,我們的記憶是可以無限延伸的,而感知則是存在於空間,時間以及記憶之外的產物。

    這仍然是純粹幾何學上的維度,屬於多元幾何學即維度學研究的範疇,在物理自然的實際世界中,情況要複雜得多。

    我們做個簡單化,按劉豐教授的說法:看待世界的維度不同,你的認知度和自由度就不同,也就是說,生命的自由來自於意識維度的提升。前三個維度我們可以簡單理解成長、寬、高。那麼我們怎麼理解四維空間?四維比三維多一維,它是什麼?是時間!想象一下,左邊有一個1分鍾之前的我,右邊則是現在我,將這“兩個我”看成兩個點,穿過他們連線,它就是四維空間裏的線。太棒了,四維空間出現了!那麼在現實當中我們可以看到過去和未來的我麼?不能!因為我們是三維生物,活在三維空間中。就像上文提到的,那位二維生物隻能看到三維物體的截麵一樣,我們作為三維生物,隻能看到四維空間的截麵,也就是現在的你、我、他;換句話說就是此時此刻的世界。

    現在講五維空間,首先我們要明確一點,低維生物不能意識到高維空間發生的事情。我們從出生到現在,都感覺在同一空間裏,我們常說”隨著時間的推移”,其實就是沿著時間線向前,這條時間線就是四維空間裏的那條線。換句話說,三維的我們沿著四維空間裏的時間線走。假如我們是四維空間生物,我們就可以看到過去、現在、將來各個時段的我們自己。但是,時間線隻有一條。現在,在四維時間線的基礎上,我再加一條時間線和這條時間線交叉,五維空間就出現了。

    比如說,你從出生,然後讀初中,到大學畢業參加工作,現在是一名經理;那麼空間裏,你隻能看到出生到成為經理的,這條時間線上的你。但是,假設你初中畢業去學烹飪,現在是一名廚師,那麼這就是另一條線上的你。在五維空間中,你可以看到成為經理的你,也可以看到廚師的你。也就是說五維空間,你可以看到你不同選擇下,未來的不同分支。五維生物看到的是四維空間上發生的所有事情,看到了一個人的所有選擇、以及這些所帶來的所有結果。所以可以沿著四維移動,改變四維的選擇,讓它向著想要的結果行進。但必須得等待這個行進的過程,無法直接到達結果。

    六維空間:如果說四維空間是三維加時間,現在四到六維度裏,多出來的維度就是一到三維的時間;四維裏時間是一維的;五維裏時間是二維的;六維裏時間是三維的。還是拿”經理的你”和”廚師的你”舉例子:廚師的你感覺日子很艱辛,每天油煙嗆人,你想成為經理,安安靜靜在辦公室裏坐著。怎麼辦?在五維空間中,你可以穿越到你初中畢業的時候,告訴以前的你,一定要繼續讀書,上高中,考大學,做白領。不過這很費力,而且風險很大,初中畢業的你需要作出不同的選擇,每一種選擇都會產生一個新的時間線,一個不同版本的未來。

    ……

    下麵講講時間光錐,看大屏幕,《時間簡史》是斯蒂芬·霍金撰寫的一本科普書籍,其中,“光錐”是一個非常重要的概念,它幫助我們理解時間和空間是如何相互關聯的。在書中把光錐分成兩個部分:一個是你的未來光錐,一個是你的過去光錐。未來光錐:這個圓錐的開口朝向你的前方,代表所有光能夠到達你的地方,也就是你未來可能看到或到達的地方。因為光速是有限的,所以你隻能看到或到達光錐內部的區域。過去光錐:這個光錐朝向你的後方,代表所有能夠到達你的地方,也就是你過去可能看到或被你看到的地方。同樣因為光速有限,隻有光錐內部的區域的光才能夠到達你。在物理學中,光錐的概念非常重要,因為它與時間箭頭和因果關係有關。簡單來說,你隻能影響你未來光錐內的事件,而你隻能被你過去光錐內的事件影響。

    光錐是指一個事件在閔可夫斯基時空中,可能影響到的所有事件所組成的幾何結構。我們日常生活的空間是由長、寬、高這三個維度構成的。可以畫出三條經過同一原點且相互垂直的數軸。分別代表了長、寬、高這三個方向。隻要知道空間中的某一點在這三條數軸上所對應的數值,就能確定這個點在空間中的準確位置。這就是所謂的空間直角坐標係。

    光錐是相對論中一個很重要的概念,如果你能理解它,那你對這個世界的認知將會變得更加深刻。所謂光錐,其實就是時空坐標係中的一個,類似於漏鬥形狀的錐形圖。我們知道每個事件,都是在特定空間和特定時間點所產生的。因此為了能夠表示宇宙中所有的事件,我們可以在數學上建立一個四維的時空坐標係,也就是三維空間加一維時間,這個坐標係中的每一個點,都表示一個特定的時間。比如你此時此刻坐在沙發上的你,我們將三維空間壓縮成一個二維的平麵,再加上一個一維的時間軸,我們就得到一個三維的時空坐標係。

    水平的這個坐標係代表空間,縱坐標代表時間,坐標原點代表某個特定的事件,其中上光錐這個事件災發生後,以光速全方位傳播所能影響的未來事件的範圍,而下光錐則表示過去已經發生的,並且能以光速影響到該事件的所有事件的集合。而這個光錐表麵,就代表了這個事件的影響力邊界,你可能會問,為什麼要這麼畫呢?是因為光速是宇宙中信息傳遞的最快速度,我們知道光從太陽到達地球需要8分鍾,所以此時此刻的太陽和此時此刻的你之間,是無法互相影響的。就算太陽此刻已經消失,你隻能在8分鍾後才能感覺到,這也就是一種建立因果的過程。

    我們說,望遠鏡好比是“望時鏡”。天體離的越遠,我們今天見到的像在時間上就倒退的越早,實際上我們所見的宇宙是一個穿越時空回溯的像。同樣道理,一個事件將產生一個未來光錐,事件以光速向我們逼近,它的物理影響在到達前是完全無法預測的,因為我們沒有發現事件發生,我們此刻還在這個事件的未來光錐之外。

    在光錐之內,時間和空間的相對性是一個核心特性。在狹義相對論框架下,物體的速度越接近光速,其所經曆的時間膨脹和空間收縮現象就越明顯。這種現象不僅在理論層麵上具有重要意義,而且在實際應用中也有著廣泛的影響。首先,在光錐之內,時間膨脹意味著一個運動物體所經曆的時間,相對於靜止觀察者的時間會變慢。這種現象在高速運動的粒子和天體中尤為明顯。其次,空間收縮是指一個運動物體在其運動方向上的,長度相對於靜止觀察者會變短。這種現象在高速運動的物體中尤為突出。最後,在光錐之內,時間和空間的相對性,對於揭示宇宙中的基本規律具有關鍵作用。通過研究光錐之內的現象,科學家可以更好地理解諸如因果關係、信息傳遞以及物體之間相互作用等基本原理。

    ”光錐之內就是命運”,在光錐之內,因果關係受到嚴格地限製,這一特性對於理解宇宙中各種現象的相互作用,具有重要意義。隻有在光錐之內的事件才能相互影響,換言之,一個事件發生在另一個事件的光錐之外,那麼這兩個事件之間將不存在因果關係。比如說,如果導彈飛向一個人,當那個人看到它時,他沒有足夠的反應時間逃離爆炸範圍。光錐是人的視覺,當事件(導彈接近)已經進入光錐的時候,人已經沒有了逃跑的能力,所以這就是所謂的宿命。

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