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「库珀」宇宙高维度空间 文明 生命


北京联盟_本文原题：宇宙高维度空间 文明 生命
宇宙高维度空间 高维度文明 高维度生命！我们提到黑洞的引力会剧烈扭曲其附近的空间 。 如果将空间想象成一张橡皮膜 ， 被黑洞扭曲后的空间就有点像是橡皮膜上放了一块重物的样子 。 在现实生活中 ， 橡皮膜是在三维的空间中弯曲 。 那么黑洞附近的空间是向哪里弯曲呢?弯曲的空间似乎自然地要求存在额外的维度 。 理论物理学家们有时会将我们所在的三维时空称作世界膜 ， 它镶嵌在一个更高维度的超体(bulk)中 。
人类是三维的生物 ， 很难在直觉上理解四维空间的样子 。 但我们可以从低维度世界的现象中获取一定的经验 。 想象一下 ， 一个生活在二维世界的二维人 ， 在她/他的经验中 ， 世界只有前后和左右两个维度 。 如果一个三维的球体 ， 正好穿过这个二维的世界 ， 二维人会在她/他的世界里看到一个圆 。 她/他可以围着圆走一周 ， 测量这个圆的周长 ， 但是她/他却无法直观感知球体的体积 。 在球体穿过二维平面的整个过程中 ， 二维人会看到一个圆出现、变大 ， 再次变小 ， 最后消失 。 通过类比 ， 我们可以想象一个四维的球体穿越过三维空间的情景——我们会看见一个三维的球体出现、变大 ， 再次变小直到消失 。
「库珀」宇宙高维度空间 文明 生命
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然而当我们说到「看到」的时候 ， 实际上并不严谨 。 理论物理学家相信我们所在世界膜中的核力 ， 弱相互作用力和电磁力都不能够离开三维空间进入高维 。 在三维空间 ， 当我们用一束光(也就是电磁波)照射物体 ， 我们可以通过反射的电磁波看到这个物体 。 但是四维世界的物体既不能反射电磁波 ， 也不会发射电磁波 ， 我们根本无法看见它 。 唯一被认为能够和在高维度空间物体相互作用的力是引力 。
当一个四维的物体穿过我们的世界时 ， 我们只能通过它的引力效应感知到它 。 在电影《星际穿越》中 ， 库珀和布兰德教授领导的NASA团队都注意到了各种引力异常现象 ， 这就是高维文明在帮助地球人的过程中引起的引力效应 。
然而更高的维度和前三个维度有很大的不同 。 在我们的三维世界里 ， 引力定律是平方反比率 。 距离太阳是地球两倍远的星球 ， 感受到的太阳引力只有地球的四分之一 。 然而如果世界有第四个平直的维度 ， 那么引力场的强度就会随半径的三次方下降 。 如果真是这样 ， 木星、土星都无法被太阳的引力束缚 ， 而是会逃逸出太阳系 。 人类对太阳系的观测 ， 已经充分证明了引力随距离的平方反比关系 。 因此 ， 新的维度不能随意添加 。
【「库珀」宇宙高维度空间 文明 生命】
「库珀」宇宙高维度空间 文明 生命
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但理论物理学家相信高维度空间确实存在 ， 只不过它们在微观尺度上卷曲 ， 而这种卷曲可以避免引力场过快发散的问题 。 事实上 ， 弦论研究者认为宇宙可以存在11个维度 ， 我们生活三维空间加一维时间中 ， 其他的七个维度都卷曲得很小 。 在《星际穿越》的科学设定中考虑了各种可能的超体构成方式 ， 但是为了不让观众们犯晕 ， 这些高维空间的卷曲并没有在银幕上表现出来 。
谈到高维文明 ， 在电影《星际穿越》中 ， 库珀和阿梅莉亚将其称作「它们(they)」 。 「它们」从未在电影中正面出现 ， 但是「它们」移动了虫洞 ， 使得地球人类前往围绕黑洞卡刚都亚的行星 。 为什么它们要帮助人类 ， 电影中的库珀猜测「它们」实际上就是未来的我们 。 在未来某个时间 ， 人类文明高度发达 ， 最终进入了高维空间 。
阿梅莉亚则猜测 ， 在高维空间中「它们」不但可以在空间维度上移动 ， 还可以在时间维度上自由移动：「他们是五维的生命 。 对他们来说 ， 时间也许只是另一个物理存在的纬度 。 对他们来说 ， 过去也许只是一个他们能够跋涉进入的峡谷 ， 而未来是一座他们可以攀登上的山峰 。 」从阿梅莉亚的这段台词来看 ， 即使「它们」是人类未来的发展阶段 ， 但也已经在身体构造上(如果它们还有身体)和人类完全不同 。 而在电影中 ， 它们之所以不能和人类直接交流 ， 也许是因为进入四维空间后 ， 它们不再能控制三维空间中的力场 ， 除了引力 。 所以它们只能让库珀去完成传递信息的使命 。


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