百慕大三角神秘事件引出的科学思考与假设:《狭义相对论》――时空概念

人类的世界,或者说我们所生存的这个宇宙空间,是由具有长、宽、高组成的三维立体空间外加一条时间轴后从而组成的第四维空间,简称:四维空间。

四维空间的出处:
所谓的四维空间,多是指爱因斯坦的《狭义相对论》中所提及的“四维时空”的时空概念。确切地说,爱因斯坦的《狭义相对论》是建立在四维空间的基础上的,即我们的宇宙是由时间和空间构成。

第四维数可以用空间的方式理解,即一个有四个空间性维数的空间(“纯空间性”的四维空间),或者说有四个两两正交的运动方向的空间。这种空间就是数学家们用来研究四维几何物体的空间,与爱因斯坦提出的时间作为第四维数的理论不同。关于这一点,考克斯特曾写道:

把时间作为第四维数带来的好处即使有的话也是微不足道的。实际上,H. G. 威尔在《时间机器》中发展的这种十分吸引人的观点导致了J. W. 杜恩(《时间实验》)等作者对相对论的非常错误的理解。闵可夫斯基的时空几何是不符合欧几里得体系的,所以也就与当前的研究没有关系。

从数学方面讲,普通三维空间集合的四维等价物是欧几里得四维空间,一个四维欧几里得赋范向量空间。一个向量的“长度”x=(p,q,r,s),也就是勾股定理向四维空间进行的很自然的类比,这就让两个向量之间的夹角很容易定义了。

关于维度对于人的影响:

这里有一个很有趣也很生动的例子,我们先假设一些生活在二维空间的纸片人,他们只有平面概念。假如要将一个二维纸片人关起来,只需用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈。现在,有一个生活在三维空间的人对其进行“干涉”。这个人只需从第三个方向(即从表示高度的那跟轴的方向),将二维空间里的纸片人从圈中取出,放在三维空间的任何地方即可。在我们看来,这是一件简单的事,但在二维纸片人的眼里,却无疑是不可思议的:一个人明明被关在圈内,怎么会忽然消失不见,然后就出现在另一个如此奇怪的地方!

再举一个例子,当一个生活在三维世界里的人把一个三维球体拿到二维纸片人面前,他们会觉得“球”的概念不可思议,要么否认有球体存在,要么认为它很“神秘”。同样道理,当我们将一个四维球体拿到一个三维人面前时,这些三维人也只能看到圆或球,绝对不会认为是此外的图形。由于三维人的想象力和理解力无法达到,因此当别人和三维人说这是一个四维的超球体时,这个三维人一定会觉得很神奇!

百慕大三角神秘事件引出的科学思考与假设:

《狭义相对论》中的时空概念实际上就是数学体系中对于时间与空间的维度(数)概念与定义。茫茫宇宙是由多个维数时空所构成的,只不过目前人类所能涉及到的只有四维时空。那么为何许多人总误认为我们是存在于三维时空中的生物呢?这是因为许多人在对于时空概念的理解上忽略了时间轴的存在。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们就能对比找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行,你的生命会比在地球上的人要长得多。这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的,这就是时间是四维空间的要素之一的原因,同时也是很多人误以为自己所生存的时空是三维时空的原因。

前面我提到了关于维度对于人的影响,百慕大三角的众多神秘事件也是同样的原理。假设在这个浩瀚无穷的宇宙世界中存在着维度更高的时空,例如:五维空间。那么发生在百慕大三角的众多神秘事件就好比一个来自于五维空间的人出于调皮或者恶作剧的目的对处于四维空间里的人类进行了干预,将处于四维空间里的人类从四维空间中取出,放在了五维空间里的任何地方,如此一来,我们这些处于四维空间里的人类就如同那些二维纸片人一样,除了只能发现莫名消失了的同胞外,再无任何头绪。由于我们的理解能力和想象力尚未能达到像五维人那样先进,所以我们只能在原地手无顿挫,并觉得这件发生在我们眼皮底下的事情如此神秘。同时,也因为我们的科学水平以及所能探索到的领域尚未能达到五维人那样的先进和渊博,因此我们对于这些神秘事件除了恐惧和惊慌外,再无它法。这就是人类对于未知的恐惧和敬畏。

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