上次说到维度时,有人提到了如何理解四维空间的问题。这是一个非常有趣的话题,可是我一直没有用心写一下。前段时间网上出了一部片子叫做Dimensions: a walk through mathematics,据称里面详细介绍了四维空间。我本以为推荐一下这个片子就能少写一篇又臭又长的日志了的,没想到下下来看了之后发现该片奇差,不了解四维空间的人看了半天估计还是不了解四维空间。最近放假比较闲,打算慢慢来扯一下。如果你以前从来没细想过四维空间的话,相信今天你会有一种超凡脱俗的感觉。
现在,假设我是一个二维世界的人,我不能理解什么是“高度”,什么是“体”,什么是“空间”。你想向我描述三维世界中的立方体。你该怎么说呢?你或许会从立方体的展开图开始谈起:图(a)就是一个立方体的展开图,如果我们剪一个这种形状的纸板,我们可以把它折成一个正方体。我开始好奇了。

- 你说说该怎么做呢?
- 先把上面几个正方形折起来,把对应的边粘在一起……
- 等会儿呢等会儿呢,这几个正方形是稳定的形状呀,它们的边怎么可能挨到一起呢?
- 傻了吧!在二维世界中它们不是活动的,但是它们可以向第三维度弯折啊

本文通过一个二维生物理解三维立方体的过程,生动解释了四维空间的概念。作者借助图形和比喻,描述了四维立方体的结构,指出四维立方体是由8个三维立方体组成,每个看似变形的“棱台”实际上都是正方体在四维空间中的投影。通过类比,帮助读者理解四维空间中物体的运动和形态变化,引导读者思考更高维度的几何形态。
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