《三体》中的高维空间认知与动作谬误

骆桢

刘慈欣在《三体》当中描述了，当人作为一种3维空间的生物，遇到4维空间“碎片”中的情形。这里4维空间“碎片”，实际上指的就是三维空间通往第4个维度的通道。因为我们作为3维空间的生物，没有4维空间几何直观，所以我们以2-3维空间的关系来分析3-4维空间之间的关系。所以，4维空间“碎片”就相当于2维空间——一张纸，在某个局部获得了“逃离”这张纸的通道。想象一下，纸上的生物——比如纸上画的小人，突然发现在某个点可以脱离平面，这就是4维空间“碎片”。

人一旦通过4维空间“碎片”获得了超越维度的能力，可以如何呢？在《三体》中，处于4维空间的人可以看到处于原3维空间中其他人的内脏，甚至能够不触碰该人的身体，直接掏出其内脏致其死亡。是不是很血腥？然而，这是做不到的。

属于三维空间的我们之于四维空间，就好像二维平面的小人之于三维空间。我们利用2-3维空间关系的例子来说明。

《三体》中，刘慈欣所描写的状态如下图所示。

刘慈欣在《三体》中的描述，意味着二维平面的小人脱离平面之后，可以看到二维平面其他小人的身体内部，我们在上图当中用虚线表示。不仅如此，他还可以通过第3个维度直接作用于二维平面上小人的身体内部器官，我们用实线表示。因为在刘慈欣的故事里，平面上的小人也可以看到对方，而对方可以隔空取出他的心脏。这意味着，这两个人处于同一平面，但是其中有个人有能力利用第3个维度“跃出纸面”直接作用于对方的身体内部。

然而这样的事情是不可能发生的。

我们把以上故事分成两种能力，一个是视觉或者说认知能力；另一个是动作或者是作用能力。

首先，根据作为三维空间生物的我们，我们所获取的三维空间的视觉，实际上是一个二维平面。我们之所以可以“看到”第3个维度——远近，是源于我们双目的视差和远小近大的透视原理。与之类似，在二维平面上的生物，如果有视觉，那么它所看到的就是一个一维的线段，如下图所示。

     图中展示了二维生物所看到的一维线段的成像原理和我们的眼睛没有任何区别。同时也存在远小近大的透视原理和颜色。于是，我们可以分析一下下图中男性小人眼中的彩色的女性。那就是若干段不同颜色的线段，而且随着女性的位置远近，线段的长度会发生变化。

      那么一旦二维平面上的小人获得了超越该平面的能力，假设他所处的新的二维空间和原有空间之间存在一个夹角，那么他是可以直接看到原平面上的小人身体内部的。但是他不能获得内部的整体视觉，因为他的眼睛就不能够获得一个二维平面的图像，只能获得一个一维线段的图像，如下图所示。请注意！它只是超越了原有的平面，并没有改变它仍然是个二维平面的生物。

所以，这个超越者要获得原平面上小人身体内部的二维图像，或者说整体视觉，必须不停地改变他所处的平面与原平面的相对位置，并用数学的方法形成一个完整图形的数学表达。同样的道理，作为三维生物的我们一旦超越三维空间，是可以看到原三维空间的个体的内部的，但也只是某个剖面，而看不到完整的心脏跳动。就好像是一个核磁共振的剖面，要获得一个整体的认知，就必须不停的改变超越者的三维空间与原三维空间的相对位置，并形成一个整体的数学认知。

在刘慈欣的《三体》当中，并没有提及四维空间碎片会使得三维空间生物产生改变所处三维空间位移的能力，所以这在逻辑上存在bug。

其次，我们再谈一谈超越之后的作用能力。刘慈欣在《三体》中提到，利用四维空间碎片，三维空间的人可以轻易抓出原三维空间人的内脏。但他忽略了，低维度空间在更高维度上的测度为0，简单的说就是一个平面在三维空间当中是没有厚度的，一旦存在厚度，它就是一个三维物体，不再是低维空间。

我们还是用二维平面的小人儿举例。实线表示原有的二维平面及其上面的小人，超越者所处的平面位置用虚线表示，并以箭头方向穿越原平面上小人的身体内部。在我们三维空间的生物看来，因为二维平面是没有厚度的，所以这种穿越对原空间的生物内部不会造成任何影响。

如果我们回到三维空间和四维空间的关系中，三维空间的超越者要穿过原三维空间的生物体内部，也不会对原三维空间生物体产生任何影响，甚至都不会感知到这样的穿越。如果你在他面前穿越他所处的空间，他只会看见你凭空出现，又凭空消失。

    如果你想通过动作去作用于对方的身体也是不可能的。因为作为平面生物，你的所有进化的动作系统只能在平面当中的维度展开。如下图所示，平面当中的个体的抓取动作，我们可以用一个拐弯的箭头来表示。超越者要抓取，也只能发生在在他所处的平面，而他所处的平面因为没有厚度，所以不会对原平面产生任何影响。换句话说，你不管以任何样的动作和运动穿越原平面都不会对原平面的物体产生任何影响，因为你没有任何厚度。

回到我们三维空间四维空间的关系上，超越者尽管可以看到原空间生物的内部剖面，但是他的穿越也不会对原空间生物产生任何影响。就如下图所示，你的动作在原平面上不管怎么运动也是作为所处平面的一部分，穿越过原平面。

除非发生下图所示的情况。也就是二维平面的超越者具备了超越所处平面进行动作或者扭曲所处平面的能力，我们用虚线的箭头表示，它和以前的尖头的区别在于它“拐”出了平面。

进一步的如下图所示，如果他能拐出平面，那么就像我们三维空间当中的弯曲的纸带可以“兜”出原平面上的一些物质，从而实现刘慈心在《三体》中所说的对低维生物的动作或者作用。

但是，作为低维空间进化来的生物，我们不可能进化出超空间或者扭曲空间的运动系统。对其不理解的读者可以尝试上蹿下跳，使劲的舞动，不管你怎么用力，你的手脚都在我们所处的三维空间中。如果你一使劲儿，手看不见了，或者脚看不见了，那么他们可能处于超越你视觉的另外一个维度上去了，这种情况既没有发生过，也很难想象，更没有进化论意义上的理由。

所以刘慈欣《三体》中的这一段故事要能自圆其说的话，那么当时的人至少应具备一种科技手段可以完成超越维度动作，或者扭曲所处的空间，至少改变所处空间和原空间的相对位置。

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