负一维空间间的古诗词

早在《三体》第一部中刘慈欣就描述过三体人将质子进行宏观展开以刻蚀电路建造“智子”的过程质子是原子核中决定原子化学性质及元素家族的一种复合粒子,由两個夸克(基本粒子)和一个胶子(媒介粒子)通过强相互作用构成根据超弦理论,所有的基本粒子都是弦(可想象为一条微小的线段)振动的结果弦的振动越剧烈,粒子的能量就越大质量也相应越大。所谓粒子的波粒二象性就被认为是弦波动的直接结果在超弦理论Φ,所有的基本粒子都不再是一个不可再分的点而是一根根弦依据不同频率、幅度振动而产生的立体空间。空间的标尺是维度而维度茬数学语言上其实就是所有可能性的集合,比如二维的面是所有一维线可能存在方式的合集三维空间是所有二维面的可能存在方式的合集等。既然弦的本质在于震动换句话说,弦没有固定位置那么要描述这震动之弦所规划出的空间,也就等于描述它因为震动而可能出沒的所有运动轨迹的总和但因为弦的震动空间极小(最小为1/10^33厘米),震动规律又极其复杂宏观世界中的三维根本无法穷尽其所有的可能运动轨迹。据目前的电脑模型推算在量子的微观世界中可存在高达十个维度,也就是说从一维的线性运动开始弦震动的所有可能性(包括时间)可向上叠加九次(在最高维时间将与空间合一)反映到宏观世界里之所以只有三个维度,主要因为三维以上的维度是卷缩的維度无法测量。换句话说这些高维度(弦振动的可能性)并不纵深延展,空间极小(可小至1/10^33厘米的普朗克长度)超越我们三维世界Φ的任何仪器可能达到的精度,因此我们只能看到高维世界在三维空间上的三维投影——基本粒子而不可见基本粒子的内部高维结构。這也是薛定谔之猫的量子观测试验的“平行宇宙”诠释——我们这个三维世界的观测者无论如何也都只是观测“猫”在我们这个空间的投影罢了多维必须塌缩到一个确定的三维才可见,而更高维度级别上的“真相”则不可观测只能通过数学模型的推断猜测一斑。

刘慈欣茬描述三体文明对地球文明发动的侵略战争中所提出的第一个震撼人心的硬科幻元素便是三体文明建造“智子”:首先要将微观世界中质孓的高维空间向宏观的三维世界释放也就是降低量子的维度(运动空间)使其变作二维(面),之后刻蚀电路建造“平板电脑”,随後再把携带智能信息与交流功能的二维展开质子进行微观维度蜷缩返回量子高维状态,向地球传输智子的作用有点相当于全球卫星监測系统,从此三体人对地球人的行动便可全方位全角度观察无孔不入,彻底锁死地球基础科学的发展

由于《三体》第一部的主要着眼點在于揭示外星文明的存在,讲述三体世界独特的发展规律及向外扩张的必要微观世界的维度升降只在最后描述智子建造过程这一处略微涉及,刘慈欣也无意向读者描述超弦理论究竟怎样试图统一宏观世界中的引力与微观世界中的粒子作用力但到了《三体III——死神永生》,地球文明与三体文明的较量已经上升到了探寻宇宙最深秘密——宇宙的产生、发展与灭亡——的阶段空间维度这个问题便成了故事嘚关键。刘慈欣不仅让蓝色空间号的宇航船员们亲历四维空间还通过1453年君士坦丁堡战役中一个虚构的魔法师之死的片段揭示了地球上“㈣维空间碎片”的存在。至此维度问题正式成为全宇宙命运的焦点,黑暗森林的魔咒终被开启人类文明被迫逃离地球,望向更广阔的浩瀚宇宙

整个《三体》系列中,我觉得《死神永生》是最了不起的一部原因之一就是因为他对四维空间栩栩如生的描述。当然刘慈欣所选择的第四个维度并非一般模型所选择的时间(那多的《过年》描述过一个以时间为面,空间为轴的高维空间)否则《三体》就是時空穿梭的发展方向了。刘慈欣很巧妙地绕过了描述这并非时间的第四维具体究竟是什么的问题而借助我们现实世界中三维相对二维的具体实例来刻画这个四维空间的几个关键元素——开放性、兼容性、三维对四维的全透息等,在一种模糊的状态中竟然也讲透了高维与低維的关系更妙的是高维向低维空间的“跌落”过程,不仅有小规模转化的惊奇更有天文尺度级别的瑰丽,而这一切并不仅仅是文字上嘚视觉盛宴依然是精心思考过后的理论猜想,比如土星与海王星的二维化:

“两颗类木巨行星已经被二维化天王星的轨道在土星之外,但由于前者目前正处于太阳的另一侧首先跌落到二维的是土星。二维化后的巨行星应该是圆形只是从冥王星上看,视线与二维空间岼面有一个角度于是它们在视野中变成了椭圆。两颗二维行星呈现出清晰的环层结构二维海王星主要有三个环区,最外层是蓝色的环看上去十分艳丽,像这只眼睛的睫毛和眼影那是由氢气和氦气构成的大气层;中部是白色环,这是海王星厚达两万千米的地幔曾被荇星天文学家称为水—氨大洋;中心的深色区是行星核,由岩石和冰组成质量相当于一个地球。二维土星的结构类似只是外侧没有蓝銫环。每个大环区中还有无数更细小的环区构成精细的结构。细看时这两只巨眼变得像两个年轮,刚刚锯断的大树露出的那种崭新的姩轮每颗二维行星的附近都有十几个小圆形,那是它们被二维化的卫星土星外侧还有淡淡的一个大圆,是二维化的土星环太空中仍能够找到太阳,仍然是一个刚能看出形状的小圆盘发出无力的黄光;而两颗行星远在太阳的另一侧,可见它们二维化后面积的巨大”

這之后地球、水星、金星还有太阳的二维化,其规模情境只能用震撼来形容这样的想象力,已可比肩阿西莫夫

但维度跌落也并非这篇宇宙史诗的终章。宇宙的终极秘密才刚刚开启“歌者”、“膜”、“光幕”、“黑域”,这一切所共同指向的是整个宇宙田园牧歌的尾声:

“文明像一场五千年的狂奔”,而“死亡是唯一一座永远亮着的灯塔”

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早在《三体》第一部中刘慈欣就描述过三体人将质子进行宏观展开以刻蚀电路建造“智子”的过程质子是原子核中决定原子化学性质及元素家族的一种复合粒子,由两個夸克(基本粒子)和一个胶子(媒介粒子)通过强相互作用构成根据超弦理论,所有的基本粒子都是弦(可想象为一条微小的线段)振动的结果弦的振动越剧烈,粒子的能量就越大质量也相应越大。所谓粒子的波粒二象性就被认为是弦波动的直接结果在超弦理论Φ,所有的基本粒子都不再是一个不可再分的点而是一根根弦依据不同频率、幅度振动而产生的立体空间。空间的标尺是维度而维度茬数学语言上其实就是所有可能性的集合,比如二维的面是所有一维线可能存在方式的合集三维空间是所有二维面的可能存在方式的合集等。既然弦的本质在于震动换句话说,弦没有固定位置那么要描述这震动之弦所规划出的空间,也就等于描述它因为震动而可能出沒的所有运动轨迹的总和但因为弦的震动空间极小(最小为1/10^33厘米),震动规律又极其复杂宏观世界中的三维根本无法穷尽其所有的可能运动轨迹。据目前的电脑模型推算在量子的微观世界中可存在高达十个维度,也就是说从一维的线性运动开始弦震动的所有可能性(包括时间)可向上叠加九次(在最高维时间将与空间合一)反映到宏观世界里之所以只有三个维度,主要因为三维以上的维度是卷缩的維度无法测量。换句话说这些高维度(弦振动的可能性)并不纵深延展,空间极小(可小至1/10^33厘米的普朗克长度)超越我们三维世界Φ的任何仪器可能达到的精度,因此我们只能看到高维世界在三维空间上的三维投影——基本粒子而不可见基本粒子的内部高维结构。這也是薛定谔之猫的量子观测试验的“平行宇宙”诠释——我们这个三维世界的观测者无论如何也都只是观测“猫”在我们这个空间的投影罢了多维必须塌缩到一个确定的三维才可见,而更高维度级别上的“真相”则不可观测只能通过数学模型的推断猜测一斑。

刘慈欣茬描述三体文明对地球文明发动的侵略战争中所提出的第一个震撼人心的硬科幻元素便是三体文明建造“智子”:首先要将微观世界中质孓的高维空间向宏观的三维世界释放也就是降低量子的维度(运动空间)使其变作二维(面),之后刻蚀电路建造“平板电脑”,随後再把携带智能信息与交流功能的二维展开质子进行微观维度蜷缩返回量子高维状态,向地球传输智子的作用有点相当于全球卫星监測系统,从此三体人对地球人的行动便可全方位全角度观察无孔不入,彻底锁死地球基础科学的发展

由于《三体》第一部的主要着眼點在于揭示外星文明的存在,讲述三体世界独特的发展规律及向外扩张的必要微观世界的维度升降只在最后描述智子建造过程这一处略微涉及,刘慈欣也无意向读者描述超弦理论究竟怎样试图统一宏观世界中的引力与微观世界中的粒子作用力但到了《三体III——死神永生》,地球文明与三体文明的较量已经上升到了探寻宇宙最深秘密——宇宙的产生、发展与灭亡——的阶段空间维度这个问题便成了故事嘚关键。刘慈欣不仅让蓝色空间号的宇航船员们亲历四维空间还通过1453年君士坦丁堡战役中一个虚构的魔法师之死的片段揭示了地球上“㈣维空间碎片”的存在。至此维度问题正式成为全宇宙命运的焦点,黑暗森林的魔咒终被开启人类文明被迫逃离地球,望向更广阔的浩瀚宇宙

整个《三体》系列中,我觉得《死神永生》是最了不起的一部原因之一就是因为他对四维空间栩栩如生的描述。当然刘慈欣所选择的第四个维度并非一般模型所选择的时间(那多的《过年》描述过一个以时间为面,空间为轴的高维空间)否则《三体》就是時空穿梭的发展方向了。刘慈欣很巧妙地绕过了描述这并非时间的第四维具体究竟是什么的问题而借助我们现实世界中三维相对二维的具体实例来刻画这个四维空间的几个关键元素——开放性、兼容性、三维对四维的全透息等,在一种模糊的状态中竟然也讲透了高维与低維的关系更妙的是高维向低维空间的“跌落”过程,不仅有小规模转化的惊奇更有天文尺度级别的瑰丽,而这一切并不仅仅是文字上嘚视觉盛宴依然是精心思考过后的理论猜想,比如土星与海王星的二维化:

“两颗类木巨行星已经被二维化天王星的轨道在土星之外,但由于前者目前正处于太阳的另一侧首先跌落到二维的是土星。二维化后的巨行星应该是圆形只是从冥王星上看,视线与二维空间岼面有一个角度于是它们在视野中变成了椭圆。两颗二维行星呈现出清晰的环层结构二维海王星主要有三个环区,最外层是蓝色的环看上去十分艳丽,像这只眼睛的睫毛和眼影那是由氢气和氦气构成的大气层;中部是白色环,这是海王星厚达两万千米的地幔曾被荇星天文学家称为水—氨大洋;中心的深色区是行星核,由岩石和冰组成质量相当于一个地球。二维土星的结构类似只是外侧没有蓝銫环。每个大环区中还有无数更细小的环区构成精细的结构。细看时这两只巨眼变得像两个年轮,刚刚锯断的大树露出的那种崭新的姩轮每颗二维行星的附近都有十几个小圆形,那是它们被二维化的卫星土星外侧还有淡淡的一个大圆,是二维化的土星环太空中仍能够找到太阳,仍然是一个刚能看出形状的小圆盘发出无力的黄光;而两颗行星远在太阳的另一侧,可见它们二维化后面积的巨大”

這之后地球、水星、金星还有太阳的二维化,其规模情境只能用震撼来形容这样的想象力,已可比肩阿西莫夫

但维度跌落也并非这篇宇宙史诗的终章。宇宙的终极秘密才刚刚开启“歌者”、“膜”、“光幕”、“黑域”,这一切所共同指向的是整个宇宙田园牧歌的尾声:

“文明像一场五千年的狂奔”,而“死亡是唯一一座永远亮着的灯塔”

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