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我们很难想象三维以上,四维、五维的空间,主要的困难在于,我们本身就是三维空间中的生物,只能“从内部”来观察这个空间,而不能像在观察各种曲面时那样“从外面”去观察。不过,我们可以先做做脑筋操,让自己在征服这些古怪空间时不致于过分困难。
我们先设想有两个球体,各自限定在自己的球形表面内,如同两个未削皮的苹果一样。现在,设想这两个球体“互相穿过”,沿外表面粘在一起。
或者设想有个苹果,被两种互相憎恶、互相回避的虫子吃出了两条弯曲盘结的隧道(如图18),所以苹果内两条隧道并不相通,虽然互相交错,但是,要想从这条隧道跑到另一条去,必须先走到表面才行,它们仅仅在公共表面上相连。
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对于处在内部、而且不知“外面”为何物的虫子来说,这个空间就表现为具有确定大小而无明确边界的特性。
这种没有明显边界、却并非无限的“自我封闭的三维空间”在一般地讨论宇宙的性质时是非常有用的。
事实上,过去用最强大的望远镜所进行的观察似乎表明了,在人类视线的边缘这样远的距离上,宇宙似乎开始弯曲,这显示出它有折回来自我封闭的明显趋势,就像那个被蛀食出隧道的苹果的例子一样。
我们来看看莫比乌斯面(图23),一头驴沿莫比乌斯面走一圈,会发现我们的“左侧面驴”变成了“右侧面驴”。也就是,在一个扭曲的面上,左、右手系物体都可在通过扭曲处时发生转换。
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那么,同样的情况也能在三维空间中发生,前提是空间有一个适当的扭曲。
如果天文空间有一个莫比乌斯式扭曲的话,那么,环游宇宙的旅行家将会带着一颗位于右胸腔内的心脏回到地球上来;手套和鞋子制造商只需制造清一式的鞋子和手套,然后把一半产品装入飞船,它们绕行宇宙一周后回来,就能套进另一边的手脚了。