从有限无边宇宙到克莱因瓶.txt

从有限无边宇宙到克莱因瓶.txt 说起猴子，最有名的应该就是孙悟空了，说起孙悟空的经历，“孙悟空跳不出如来佛的手心”，应该是相当诡异的一段了。 也许会有人将其简单的归于神迹，但用现代科学的观点看上去，其实并非无法解释的。而且这个解释相当有趣，要用上两个大家都很熟悉却又很神秘的结构:“有限无边空间”和“虫洞”。而这两个结构所组成的复合结构，大家在奇幻小说中经常能看到，就是“须弥纳于芥子。” 时下奇幻大昌，相比起缚手缚脚的科幻小说，不受约束的奇幻确实有巨大的发挥空间。但这里想说的是，约束比较多的科幻由于继承了科学的严密性和完备性，本身同样可以具有巨大的发挥空间的。 本帖实际上是在介绍几个几何结构，包含了“有限无边空间”和“虫洞”等，并在此基础上推演其细节，如果大家感兴趣，以后会推演出一些大家陌生但有趣的结构，最终组成一个体系以达成其完备性。 “有限无边空间”和“虫洞”本身的几何结构是很明确的，也很直观，本帖不会像一些科普作品那样弄一些雾来迷大家。了解这些结构无需很多知识，不过，需要一点想象力。 有限无边 说到有限无边，显然离不开爱因斯坦。 让我们从爱因斯坦的一句话开始: “只要你有耐心，你就可以看到自己的后脑勺。” --以此推演，假设你看得足够远，你也应该能看到自己的后背、耳朵、任何外表面、甚至脚底(如果没有被地球挡住的话)。 现在开始吧。 把自己想象成一个皮球，把眼睛、耳朵、任何外表面想象成皮球上的某一个区域。把宇宙想象成除了皮球一无所有的有限无边空间，当然没有必要太大，比这个皮球大几倍就行。显然，你依然能够“看到”自己的任何一个外表面区域。 用想象力把眼睛和所有区域之间连一条线，有限无边宇宙就要成形了。 现在最后一步，用想象力把这个皮球从里到外翻转过来，外表面朝里(先不管内表面，也没有必要管，就拿它当实心球)，连线保持连接。结果类似于一个皮球内部各点连接了直线。 这样就建立起了一个有限无边空间模型。 (后文会提到，符合有限无边这一特征的空间种类是无限多的，这里提及的只是最基本的一种，关键是最可能符合我们所处宇宙的一种。为了跟以后同列出的别的有限无边空间相区别，我们给它一个单独的名称——“球空间”。) 在这个最基本的有限无边空间模型里，所有的物体都应该看作是自己翻转过来，将整个宇宙包在了中间～ 有了这个模型，其实，我们可以推演很多东西。 首先，来看看宇宙膨胀:当我们讨论宇宙膨胀的时候，往往要被迫把自己想象成“二维虫”，但套用这个模型，一切都极其直观。想想只有一个人的有限无边宇宙正在膨胀(顺便说一下，无限宇宙一样可以膨胀的)的样子，显然这个人看到的宇宙不过是自己作为背景反包整个宇宙。宇宙膨胀不过是这个人所反包围的空间逐渐变得更大，背景更加模糊而已。 再说说大爆炸，大爆炸实际上就是一个有限无边宇宙从一个点膨胀变大的过程，一样可以用这个模型来直观观察。 够直观吧。 我们再用这个模型来直接回答一个有点常见的问题:“有限无边宇宙的外面是什么,”通常 我们回答这个问题的时候，又要被迫把自己想象成“二维虫”。 在常识里，我们总会认为，无论多么大的空间都会有比它更大的空间包着它，这个更大的不就是外面吗,怎么会没有呢,只要作一条直线，无限延伸，什么大空间能包住这条直线, 依然是这个模型:设想一下，里面有两个人，甲和乙。甲乙相互静止，那么甲会看到乙处在自己所包围的宇宙中，而乙也会看到甲处在自己所包围的宇宙中。当甲不看乙而是看作为宇宙背景的自己的某一部分，比如后脑勺，我们将甲的眼睛和后脑勺之间顺着甲的视线连一条线，甲显然认可这是一条直线。回头看看乙，由于这条线没有通过乙，他会看到这条线围着他包围的宇宙走了一个圈～ 在这个模型里，所有顺着“直线”走的路径最终都在打圈圈，所以，走不到外面，其实，也没有外面。 与“二维虫”推演的结论相同。 回到猴哥的故事，我们都明白了，猴哥是被困在一个有限无边空间打转转。 虫洞 事情就是如此简单吗, 本着追求细节的态度，我们再回头看看: 其实我们都知道，猴哥遇见过五根石柱，而这五根石柱，是佛祖的手指。这说明，猴哥所在的空间与“外界”是有连通的。 这种将有限无边空间与别的空间相连的通道结构，其实，就是所谓的“虫洞”。 我们来看看虫洞的结构: 与有限无边相似，虫洞结构内的所有物体都翻卷过来，把整个空间卷在当中。(记住这个性质，后面有用)。 虫洞与其余空间的连接口是球形的。虫洞口的例子大家都非常熟悉，就是黑洞。