当「数学四维空间」遇到了「宇宙的外面是什么」

JczaEZNv

宇宙的外面是什么？
无限论：有更多更大的宇宙空间。
有限论：没有外面一说。
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乍一看，你会更认同无限论的观点，因为这种观点更好理解。之所以好理解，是因为这种观点是建立在常规思维之上的。我们现实生活中接触到的绝大多数东西，都会有“内外”之分，因此很自然的将这种思想运用到宇宙的尺度上。

如果我们现存的宇宙之外还有类似的空间，那么我们到那个空间看看如何？在那个空间，你或许可以看到有很多个宇宙，你会不禁感叹：“啊！人类还是太渺小了！”你会痴迷于这个空间，因为可以看到所有宇宙模型完整的面貌。但你很快会厌倦，因为你很想知道，还有比这个空间还大的空间吗？
无限论：怎么会没有？宇宙就是无限大的！
好的，我们一起去看下比这个空间还要大的空间是怎么样的吧！那么，假设我们去到那个空间，还会有比那个空间还要大的空间吗？好的，假设会有那么一个空间；那么，比这个空间还要大的呢？好的，假设是一个更大的空间；那么，比这个更大的空间还要大的呢？好的，假设······
这种就是宇宙无限论的基本观点，不管我们现存的宇宙外面是平行世界也好，多重宇宙也好，神佛鬼也好，反正就是无限大！大到没有尽头！
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有限论的观点是怎么回事呢？其实更准确点说，有限论的观点称作“有限无边”。
这个概念的本质属于数学高维度概念范畴。既然是有限的，怎么会无边呢？这不是自相矛盾么？请允许我啰嗦一点，从零维概念开始说起。

零维：所有维度被卷曲至无限小，小到可以忽略不计的点；
一维：在长度上可以无限延长的线；
二维：在长度和宽度上可以无限延长的面；
三维：在长度、宽度和高度上可以无限延长的体；
无限论：不是说宇宙是有限的么？

这里要明白一个道理，数学和物理虽然关系密切，但毕竟不是同样的概念。数学上允许存在无限概念，但在物理学上是不允许的。即：【现实中不存在“无限”概念】。当然，这仅仅是说明宇宙“有限无边”的其中一个道理而已。
从现在起，需要发挥你的一点想象力······
四维：在长度、宽度、高度和第四空间维度上可以无限延长的“超体”（见前图）。
这里描述的四维空间，属于数学高维度空间的概念，而并非指爱因斯坦的四维时空。
四维空间到底是怎样的呢？以我们人类的认知能力，我们是感受不到的。就好比二维的生物永远理解不了“高度”是怎样的概念一样。但有一点是不敢否定的：第四维是划分三维空间“内外”方向的标准。
无限论：此话怎讲？

我想大家都听说过“莫比乌斯环”。指的是将一个原本为双侧曲面纸圈的一端旋转180°之后再与另一端相连接组成的一个单侧曲面。表现的性质为：一维上的无限。即，如果你是一个二维的生物，在莫比乌斯环上行走的话，你可以在不绕过环边缘的情况下，把原来环上“内外”两个侧面都走过一遍并最终回到原点。在三维的人眼中看来，这并没有什么稀奇，但在你看来，却很难理解。

还有一个奇怪的模型，是莫比乌斯环的“升级版”，数学家把它称作“克莱因瓶”。指的是将一个瓶子的瓶颈扭曲进入瓶子内部之后再与底端的洞相连接组成的一个闭合曲面。表现的性质为：二维上的无限。这个模型在我们看来并不完整，可以明显的看出，存在一个交界面，这是因为我们身处的空间是三维空间，我们缺少一个第四维，所以只能把它做成这个样子。就好比将莫比乌斯环放到二维中制作时，始终会有一个交界线。当你在一个真正完整的克莱因瓶上行走时，你可以在不穿过瓶子瓶口的情况下，把原来瓶子的“内外”都走过一遍并最终回到原点。在四维的生物眼中看来，这并没有什么稀奇，但在我们看来，这是无法理解的！（附：四维中的生物只是用作例子，实际很有可能不存在）
从上面两个模型可以看出，空间维度每增加一维，就可以区分开低一级维度的“内外”方向，就像高度可以区分二维的内外一样。如果在二维中画一个圈圈围住一个点，这个点不突破圈圈是没有办法跑到圈圈外的，但在三维中完全不用；又比方说，三维中的鸡蛋壳裹住了蛋黄，蛋黄不突破蛋壳是没有办法跑到蛋外面的，但在四维中完全不用。至于空间上的第四维是什么，我们大可以发挥自己的想象，这里不多谈了。

我们的宇宙正处于高维度空间中（目前关于四维空间的存在问题，可以由黑洞导致的空间扭曲现象中验证出来；除此之外，没有更多的有效证据了；这里暂时不谈这个问题），因为我们缺少第四维，或者说还没有验证出第四维，所以我们通过任何三维的方法都是走不出宇宙的。

再用地球做类比，地球的表面就是“有限无边”的。我们在地球表面上行走，无论如何都走不出表面，也无论如何都走不到“边”，因为根本就没有边。除非加入“高度”这个概念并向上运动，我们才能摆脱地球的表面。同理，身处三维空间中的我们，在宇宙中“行走”时，无论如何都走不出宇宙，也无论如何都走不到宇宙的“边”，因为根本就没有宇宙的边。想要走出宇宙，除非加入“第四空间维度”这个概念，往空间的内方向上运动，才能摆脱宇宙的束缚到达宇宙之外。否则，宇宙对于我们来说就是有限无边的。
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我们再来看一个实例：将一张星空胶卷放大一定倍数，得到放大后的胶卷，从两张胶卷中选择相同的一颗星星，使其重叠。你会发现，其它星星都以重叠的这颗星星为中心点呈放射性的向外扩散。如果我们换一颗星星进行重叠观察，会得到同样的结果。

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这就说明了，由于宇宙膨胀，宇宙中的任何一点都可以是宇宙的中心。假设在宇宙的“边缘”存在一点，那么这一点也可以是宇宙的中心。换言之，宇宙中的任何一点又可以是宇宙的边缘！根据数学四维空间的性质，得出一个结论就是：【内即是外】。也就是宇宙没有所谓的内外。不存在“宇宙的外面”这一说法。
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“奥卡姆剃刀定律”说到一个原则：如无必要，勿增实体。对于同一现象有不同的假说，我们应该采取比较简单的那一种。
如果有两个原理，它们都能解释观测到的事实，那么我们应该使用简单的那个，直到发现更多的证据。对于现象最简单的解释往往比较为复杂的解释更正确。如果有两个解决方案，选择最简单的，需要最少假设的解释更有可能是正确的。这种做法只是为理论的发展寻求一种指导。
对于宇宙的形态，我们有“无限”和“有限”两种原理。“无限”原理几乎是不可能被观测到的，而“有限”是可以被观测到的（目前可观测宇宙是根据光传播到达过的范围而定的）；解决“无限”原理时，我们需要过多的假设，解决“有限”原理时，我们只需要一种假设；相比之下，“有限”原理比“无限”原理更为简单。
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引用一些对“无限宇宙论”的一些质疑：
1. 既然宇宙是无限的，请问宇宙怎么膨胀？
2. 既然宇宙是无限的，请问是用什么观点或理论支持的？
3. 既然宇宙是无限的，在得出“宇宙的外面”这个说法前，你能指出莫比乌斯环哪边是内，哪边是外吗？


原文地址：今日头条

wyo315

向外求，向内求，都一样