时间和空间是什么关系?怎样互换?

摘要:《红楼梦》中的大观园是为迎接元春省亲而建,从空间视角出发,考察大观园中主要人物的居住环境及人物性格特征,可将大观园分为三个世界:由宝玉、黛玉、妙玉所组成的“衷情”世界,由元春、宝钗、李纨所构成的“守理”世界,由探春、惜春、迎春所构成的以分别信奉儒、释、道思想来寻求心灵解脱的现实世界。在行文中作者没有将三个世界截然对立,也没有将三个世界绝对化,这使得作品既具有丰富的多元立体性又层次清晰,大观园是作者为众女儿建造的一个“葬花塚”。

关键词:空间视野;大观园;衷情;守理;寻求解脱

自《红楼梦》问世以来,对大观园的研究就受到了读者广泛关注,在庚辰本第十二回中脂砚斋就批评到:“后大观园方是宝玉、宝钗、黛玉等正紧文字,前皆系陪衬之文也。”正因如此,不断有人根据《红楼梦》的文本为大观园画平面图,早在嘉庆、道光年间就有画工绘制了《大观园图》,当前具有重大影响的主要有:葛真绘制的《大观园平面布局示意图》、宋鸿文绘制的《大观园贾府院宇布置图》、戴志昂绘制的《红楼梦大观园鸟瞰示意图》等,此前有诸多学者对大观园进行过研究与解读,主要有对大观园的原型研究、对大观园地点研究和对大观园园林建筑研究几个方面,比较有代表性的是余英时先生将大观园内外划分为“乌托邦的世界”和“现实的世界”,得到不少学者的赞同。本人在阅读《红楼梦》的过程中,从大观园中各人的住处来分析人物性格与命运,逐渐认识到在大观园中也存在三个世界。

大观园是荣国府大小姐贾元春在加封贤德妃后,荣宁二府为了迎接元春归省而建造的。面积大概三里半大,因在省亲时元春亲自为省亲别墅题名“芳园应锡大观名”,所以省亲别墅也被称为大观园。元春在回宫后,怕父亲贾政将大观园锁闭起来,因此下谕旨让宝钗、黛玉等姐妹到园中居住,怕宝玉寂寞,也就让宝玉一起进入大观园中读书生活。众人搬入大观园时,根据个人喜好,宝玉选择了怡红院,黛玉选择了潇湘馆,宝钗选择了蘅芜苑,李纨选择了稻香村,迎春选择了紫菱洲、探春选择了秋爽斋,惜春选择了藕香榭,加之以前入住栊翠庵的妙玉和象征元春的大观楼,整个环境形成了一个有机的整体。根据作者的描述可以看出,大观园内的九组主要建筑中,怡红院、潇湘馆和栊翠庵是靠近大门的,而大观楼、蘅芜院和稻香村是最靠近里边的,紫菱洲、秋爽斋、藕香榭是被包围在中间位置。伟大作品中的环境描写,是为塑造人物形象服务的。在《红楼梦》中,最显而易见的人与园的同构关系是人与各自的居住环境融为一体,建筑成为人的延伸,人成为完整的存在。人物的性格及相互关系通过居住环境加以表达,也正是在人物塑造中表达了作者的创作观点。

一、充满生机的挣脱理的衷情世界———大观园“三玉”

在第五回中,警幻仙姑在宝玉临别太虚境时将“守理衷情”作为对宝玉的赠言。所谓“情”,《荀子·正名》认为:“性之好、恶、喜、怒、哀、乐谓之情。”《汉书·董仲舒传》中说:“情者,人之欲也。”而“衷情”则是指人的情感发自内心,真挚待人,以“情”的态度对待他人、万物与自身。

从建筑所在位置看,怡红院、潇湘馆和栊翠庵分列在大观园的正门两侧,三处环境均有充满了生机的茂盛植物。怡红院的环境是“两边尽是游廊相接”、“一边种几本芭蕉,那一边是一株西府海棠,其势若伞,丝垂金缕,葩吐丹砂”;潇湘馆中“里面数楹修舍,有千百竿翠竹遮映。”而栊翠庵中同样有“十数株红梅如胭脂一般”。这三处院落从环境上都充满了活力和勃勃生机,以怡红院为中心,因院中有芭蕉和海棠,故宝玉将此地题名为“红香绿玉”,此处的红和绿恰与潇湘馆中翠竹的绿、栊翠庵中红梅的红互为照应。

从三处院落主人的名字来看,贾宝玉、林黛玉和妙玉三人的名字中均有一个“玉”字,是大观园中特有的“三玉”,玉在中国古代是君子的象征。从人物命名的特点和三人居住的环境来看,作者必然是经过精心考虑的,三人名字中都含有“玉”字,说明了作者对三人的喜爱和对三人身上展现出的如玉的高洁品质的赞扬,以“玉”字为中介三人一体,三人以“玉”为核心,共同构成了《红楼梦》中“衷情”的精神内核。

三人虽都出生于仕宦之家,但都因从小受到家人的溺爱,并没有受到过多礼教的严重束缚。宝玉为荣国府中贾政这一枝的嫡子,因其含玉而生,被家人视为福兆,且在哥哥贾珠去世后,成为贾府复兴的希望所在,得到了祖母贾母和母亲王夫人的百般呵护,黛玉早在家时就听母亲说过这个表兄“外祖母又极溺爱,无人敢管”。黛玉的家庭也是书香之族,父亲林如海考中探花后,迁为兰台寺大夫,被皇帝钦点为扬州巡盐御史。他重视对黛玉的教育,为黛玉聘请贾雨村为老师教授读书。但因自小体弱,用黛玉的话说“我从会吃饭时便吃药”,在母亲去世后,在外祖母贾母的力邀之下,到贾府生活,父亲去世后就长期寄居在贾府。这样的经历,让身边的亲人们对黛玉有了更多生活上的同情,而缺少了礼教的束缚。妙玉的身世据周瑞家的向王夫人介绍说:“这妙玉本是姑苏人氏,祖上亦是读书仕宦之家。因生了这位姑娘自小多病,买了许多替身,皆不中用;到底这姑娘入了空门,方才好了,所以带发修行。”仅从买许多替身来看,其家庭经济条件应该很富有,在栊翠庵中其饮的茶都是名茶,用的水也是雨水或取自梅花上的雪水,使用的茶具更是连贾府也未必找得出来的名贵的茶具,可见其出身的高贵。而体弱多病也就成了她很少受到礼教束缚的护身符。

三人虽然所受到的礼教束缚较少,但不是说三人漠视礼教,在与人交往中,其“衷情”的行为深受人们的赞颂,身份迫使他们在表面上必须遵守礼法。如贾母在和甄府的人谈及宝玉时说:“凭他们有什么刁钻古怪的毛病儿,见了外人,必是要还出正经礼数来。若他不还正经礼数,也断不容他刁钻去了。”在元妃省亲、祭宗祠、见北静王等正式场合,宝玉所体现出来的礼数非常规范,受人赞赏。黛玉虽然在与宝玉的交往中多次表现出小性的特点,但在与他人交往中,在正式场合也没有表现出违礼的行为。刚进贾府时也是“步步留心,时时在意,不肯轻易多说一句话,多行一步路,唯恐被人耻笑了去”。妙玉虽然出场次数不多,但仅有的几次出场,也没有表现出违礼的行为。当贾母带领众人来栊翠庵时,妙玉也是亲自将茶捧与贾母,问候致意后才邀请宝钗、黛玉到禅房单独品茶聊天。相较于其她人来说,三人的性格核心主要是对情的向往与追求。

三个人的衷情,表现在待人上都有平等意识。宝玉作为大观园常住人员中唯一的男性,在与众女儿交往中展现出的是一片真情,他不仅痴情黛玉,对丫鬟们也是充满了体贴之情,甚至有时觉得自己不如身边这些女孩子,用傅试家两个婆子的说法就是“连那些毛丫头的气都受得”,哪怕在为秦可卿送葬的路上见到农村里的一个叫二丫头的女孩,也产生了恨不得跟了她去的想法。他跟朋友交往时,能尊重人同情人,所交往的朋友中,如秦钟、柳湘莲等人,都是风流潇洒但社会地位不很高贵的人。就连对被人们所不耻的戏子蒋玉菡也是倾心相交,而且还互换汗巾子。黛玉同样待人坦荡真诚,当香菱随宝钗到大观园居住时,首先是请宝钗教自己作诗,宝钗却说她“得陇望蜀”,只是告诉她到大观园后应注意的各种事项,而她在向黛玉求教时,黛玉毫不做作,当即表示“既要学做诗,你就拜我为师”。随后认真指导她作诗和评诗,并亲自指导和修改,最终让香菱成为了大观园中的一位“诗翁”。黛玉待自己的丫鬟紫鹃也没有把她当成一个丫鬟,像待亲姐姐一样。妙玉平日与人交往不多,早在苏州蟠香寺住着的时候,时常教生活比较贫寒的邢蚰烟读书认字。她认为“侯门公府,必以贵势压人”,其进入贾府是通过书启相公写请帖,同意后才被请入栊翠庵中的。在宝玉过生日时,作为带发修行的女尼,也不避嫌疑为宝玉送上了“槛外人妙玉恭肃遥叩芳辰”的拜帖,不因世俗身份与人交往,具有明显的平等意识。

三个人的衷情,还表现在对金钱和功名的态度上。宝玉视金钱为粪土,为了让自己的丫鬟晴雯高兴,可以将房中的扇子都拿出来让晴雯撕着玩,平日出去身上的东西即使被小厮抢走也不以为意,而且时常接济朋友秦钟等人;黛玉虽然自己支配的钱财有限,但对金钱也不十分在意,怡红院的小丫鬟佳蕙在和红玉聊天时就谈到,有一次她在给黛玉送东西时,正赶上黛玉身边有钱,于是“就抓了两把给我”。可见,黛玉虽然在感情上斤斤计较,但在钱财之上绝对不是计较之人。作为远离家乡,客居贾府的妙玉,平日的衣食自然也是靠贾府供给,但栊翠庵品茶一节中,说到妙玉拿出的茶具,给贾母的是“海棠花式雕漆填金‘云龙献寿’的小茶盘,里面放一个成窑五彩小盖钟”,而给众人用的“都是一色的官窑脱胎填白盖碗”,给黛玉和宝钗用的更是连贾府也找不出来的珍品。但只是因为看到刘姥姥用过就觉得脏了,让小丫鬟将刘姥姥用过的茶器给丢掉。同样三人都淡化对功名的追求,贾宝玉虽然因不喜读书时常受到父亲的责罚,但从心底里仍然是厌恶科举求取功名的,他称读书上进的人叫“禄蠹”,不喜见贾雨村那样“为官作宰的人”;黛玉也是从不劝宝玉去求取功名,从不说“仕途经济学问”的浑话;妙玉作为一个代发修行的女尼自然对考取功名也没有兴趣。

二、富丽无趣向往情的守理世界———元春、宝钗与李纨

所谓“守理”是指行动以理为准则,压抑甚至扼杀人的真性情。在《红楼梦》中贾元春、薛宝钗和李纨无疑是“理”道的坚定维护者。

大观园中正楼叫大观楼,此处是大观园的正殿,也是整个省亲别墅的核心建筑,元春省亲时在此处停留多时,自然可以看作元春的象征。大观楼给人的印象是“崇阁巍峨”、“层楼高起”,体现出了皇家的威严与气派,给人以庄重富丽之感;蘅芜苑的院落中有“插天的大玲珑山石”、而且“一株花木也无,只见许多异草。”贾母带刘姥姥等人到此处时,众人见到其房间内部环境:如雪洞一般,一色玩器全无。稻香村是李纨的住所,文中写到:里面数楹茅屋,外面却是桑榆槿柘。虽贾政等人对此地称赏不绝,但宝玉却评价说“非其地而强为地,非其山而强为山,虽百般精巧终不相宜”。三处环境整体上来说显得比较呆板与无趣,从侧面衬托出了三人虽然都有对自由的向往,但占据思想主导的还是对理的坚守与遵从。

三人的行动都是以理为准则,在生活中强调对礼法的遵从与维护。相较于宝玉,黛玉和妙玉,三人都有相对较多的生活经历。元春在被家人送到那“不得见人的去处”后,经过种种艰辛方成为凤藻宫尚书,加封贤德妃,其个人荣辱关系着贾府的兴衰。元春没有也不敢与理法进行抗争,只能默默的承担起家族赋予她的责任。宝钗出生于皇商家庭,在其父亲死后,哥哥薛蟠不学无术,迫使她要更多地关注家庭中的生意,她不仅知道家中有哪些生意,就连店里新进了多少螃蟹都一清二楚。她曾教导黛玉道:“你我只该做些针黹纺织的事才是”,并补充道:“最怕见了些杂书,移了性情”,她对自己的感情归属和婚姻选择也不表达态度,只听命于母亲和家人的安排。李纨的父亲曾为国子监祭酒,认为“女子无才便为德”,教育李纨要以纺绩女红为要,而不十分令其读书。在丈夫贾珠去世后,作为一位寡居的妇人,独自抚养儿子贾兰生活,每天为了将来的生活精打细算。生活在贾府的李纨更加没有对自己命运重新选择的机会和权利。

三个人的守理,也表现为崇尚节俭。元春省亲时认为大观园太过奢华,临走时也不忘反复叮嘱家人:“倘明岁天恩仍许归省,万不可如此奢华糜费了”;宝钗家庭虽然富有,但其平时只是穿旧衣服,在她的闺房中“案上只有一个土定瓶,瓶中供着数枝菊花,并两部书、茶奁、茶杯而已。床上只吊着青纱帐幔,衾褥也十分朴素”。李纨生活的朴素曾让凤姐打趣,其《红楼梦曲》“晚韶华”中就提到“虽说是人生莫受老来贫,也须要阴鸷积儿孙”,在丈夫贾珠去世后,其生活“竟如槁木死灰一般”,平日里也只是“侍亲养子”。

同样,元春、宝钗和李纨三人都热衷于功名。元春作为宝玉的姐姐,自己经过种种努力方成为凤藻宫尚书,加封贤德妃,在未出嫁时就亲自教导宝玉读书识字,在省亲时和日后与家人的交往中,多次规劝宝玉要好好读书以求取功名。宝钗也曾劝宝玉争取功名利禄,第三十二回中借袭人之口说:“上回也是宝姑娘说过一回,他也不管人脸上过不去,咳了一声,拿起脚来就走了。”李纨也是不断对自己的儿子贾兰进行功名教育,最后贾兰是“头戴簪缨,胸悬金印,爵禄高登”的高官,而李纨自己也终于成为了一位“凤冠霞帔”的诰命夫人。

三人虽强调对理的遵从,但作为有思想的个体,必然会有对美好生活的向往,在生活中表现出对情的追求。如元春省亲与家人见面时多次“眼中滴下泪来”的真情流露,在省亲的宝贵时间里也组织大家写诗,并且在回宫后也将自己制作的灯谜让太监拿到家中让大家猜谜取乐。宝钗在宝玉生日时抽的牡丹花签上镌的一句诗为“任是无情也动人”,她在滴翠亭附近赏春扑蝶的场景,更体现出了作为年轻女孩的活泼真实的生活状态。作为寡居的李纨来说,平时不可能有什么娱乐的机会,所以在得知探春组织开诗社后,自荐社长,亲自帮忙筹划诗社事宜,在芦雪庵联诗时,因喜爱梅花,在宝玉落第后罚他到妙玉那儿折梅花来插瓶。

三、在情与理间寻求解脱———迎春、探春与惜春

所谓解脱,是指解除现实生活中的各种烦恼、束缚,从而获得身心上的自由。迎春、探春是荣国府的庶出小姐,自幼生活在荣国府中,惜春虽为宁国府的小姐,但因贾母的疼爱也被接入荣府生活。三人均长于贾府,基本没有什么社会经历,每天只与自己亲人及丫鬟、奶妈等人交往。对三人所居环境的外部描写都不够充分,但可以确定的是她们三人都是临水而居,住处位于大观园中部。

每个人的经历不同,在思想上就容易出现不一样的追求。在作者的创作意图中,是想通过元春与迎春、探春、惜春共同展现出“原应叹息”的女子命运。每个人生活环境的差异,使三位小姐在思想上就显示出不同的信仰,迎春信奉道家思想,她在为人处事上追求自然,与人无争,显得懦弱,最终却被丈夫孙绍祖折磨而死;探春信奉儒家思想,因其“庶出”的身份不断进行抗争,却不免远嫁他乡的命运;惜春信奉佛家思想,虽是宁国府的小姐,却因得不到家人关爱最终“独卧青灯古佛旁”。

迎春住在大观园中紫菱洲里的翠锦楼,她是贾赦的女儿,母亲的身份是妾,而且在几年前就死了,她得不到父亲的关爱,所以就到贾母这边来和贾母一起生活。在宗法制度下作为“庶出”的孩子,在地位上同“嫡出”的孩子相差很大,为了打发空虚的时间,她平日喜欢读《太上感应篇》这样的道家书籍。她虽说是荣国府的小姐,但因生活产生了比较强烈的自卑心理。最后因父亲贾赦借了孙绍祖五千两银子不还,就将迎春许配给了孙家,最后在孙绍祖的蹂躏下,仅一年时间迎春的生命就走到了尽头。

探春住在秋爽斋,是贾政和赵姨娘所生。在凤姐生病期间,她受王夫人的委托与李纨、宝钗负责管理贾府,在李纨和宝钗的支持下,家中主要工作都是她在主持。在游玩赖家花园的启示下,她提出并委派园中服役的婆子们承包起园中的各项差事,不仅增加了众人的收入,也节约了贾府日常开支。她曾说过“我但凡是个男人,可以出得去,我必早走了”,并说如果出得去的话必定会“立一番事业,那时自有我一番道理”。

惜春住在藕香榭,她本是宁国府的小姐,因母亲早亡,父亲贾敬好道炼丹不在家中,哥哥贾珍和嫂子尤氏对其不甚关心,于是她自小就来到荣国府贾母这边和迎春、探春姐妹一起读书。她年纪小、地位孤零,家庭生活使惜春得不到一点温暖。父亲贾敬信奉道家思想,最终却因吃丹药而亡,对年幼的惜春应有所触动。在她看不到生活希望的情况下,常到贾府行走的静虚师太的徒弟智能儿成了她的伙伴,最终让这位小姐“独卧青灯古佛旁”。

三位小姐都表现出性格上的“冷”,但因生活环境和个人才智的不同,在具体行为上却表现出很大差异。迎春是对自己的冷漠,贾探春对亲人的冷淡,惜春表现出的是对所有人的冷酷。作为庶出的迎春在姐妹中年龄较大,其可能有过维护自己身份的行为,但长期得不到家人的支持与关心,才形成了温柔沉默的性格。她所表现出的忍让性格,让迎春在贾府中有了“二木头”的诨名,当邢夫人责问迎春为何不管教自己的奶妈时,迎春半晌才答道:“我说他两次,他不听,也叫我没法儿。况因他是妈妈,只有他说我的,没有我说他的。”更可气的是,她的丫鬟绣橘在和乳母的儿媳为她争吵时,她也没有摆出小姐的身份,却只知忍让说:“我也不要那凤了。就是太太问时,我只说丢了,也妨碍不着你什么,你出去歇歇儿去罢。何苦呢?”正是因为迎春长时间的对自己的冷,不在意自己的小姐身份,才最终被迫嫁与“中山狼”,落得个“一载赴黄粱”的悲惨结局

探春身为庶出,为了强调自己的小姐地位,故意疏远自己的亲生母亲赵姨娘和亲弟弟贾环,对他们表现出“冷淡”的态度。当赵姨娘说她“只拣高枝儿飞”时,探春没听完就“已气的脸白气噎”,抽抽咽咽地哭起来。赵姨娘抱怨说探春攒的钱,为什么给宝玉使,倒不给环儿使。面对母亲赵姨娘对自己行为的不理解,她只能强颜欢笑。可见庶出的身份,对于要强的探春来说是其终身无法抹去的悲剧,而其生母赵姨娘在贾府中的不良名声,更给她造成了极大的负面影响。相较于母亲早亡的迎春,探春有亲生父母的关爱,可以得到家人的关心,所以她没有选择道家那样逃避的生活方式。而是像儒家思想所推崇的那样,积极地“入世”,努力地实现自己的理想。

惜春的父亲贾敬在她年幼之时,就一心访道成仙,其兄嫂贾珍夫妇都未对她有过真正关心。虽然她后来住在荣国府,但贾府的下人们无不是具有一双“势利眼”,对她只是表面上的恭敬,根本不予重视。亲情的缺位,很少有人设身处地为她着想,使她无法得到世间的温情。况且惜春小小年纪还没有展现出惊人的才华,她所处的环境,众人对她的态度,使她逐渐对世事冷漠,对生活冷淡起来,因而形成了“冷”的性格。在查抄大观园时,在其丫鬟入画的箱子里发现了部分“违禁品”。她见此情况,立即对凤姐说“你要打他,好歹带他出去打罢”,面对入画的苦苦哀求,她不顾入画从小服侍她一场的辛劳,也不顾嫂子尤氏的情面,竟是执意将入画赶了出去。

《红楼梦》中对贾府三位小姐悲剧命运的描写,体现出了作者认为在当时的客观环境下的女儿们无论信奉什么思想,都消解不了自身的悲惨命运,体现出了封建大家族中的年轻女孩在命运上的无助与悲哀。

四、作为葬花塚的大观园

这样区分大观园的三个世界,不是说人物绝对地属于什么,而是人物不断地在情与理之间,试图用儒释道等思想更好地找到生活的价值与意义。大观园中的人们不断地出入情与理的矛盾之中,同时不断地试图用儒释道等观念来寻求解脱之道,思考着自己的解脱方式,而最终无法真正解脱的命运印证了当时社会的悲剧。

在己卯本第十七回中,脂砚斋有批语说:“至此方完大观园工程公案,观者则为大观园费尽精神,余则为若许笔墨却只因一个葬花塚。”那么是否也可以理解为作者将大观园视为众女儿的一个花塚而已。而葬花之人,正是作者曹雪芹,作者怀着无限的悲悯情怀在为众女儿寻找一个根本不存在的乐土而已。大观园中有作者对理想生活的种种探寻,通过对大观园中不同环境的描写,把“情”和“理”之间的关系隐晦地告诉了读者,也在为情与理之间徘徊的年轻人寻找心灵的归宿。

大观园绝不是一方净土,其中既有女儿们的吟诗论画,也有在山洞中司棋和潘又安的肉欲宣泄。大观园不仅是纯粹建筑与美学意义的园林,还是供人居住的,院落是主人生命的表征。通过解读大观园中人物居住场所和人物性格与命运的关系,可以看出大观园并非乐土,其中显露着作者对理想生活的种种探寻。三个世界的设计表现了作者独特的艺术构思。正是因为生活在衣食无忧的,较少受到封建礼教思想影响的大观园,才有了年轻男女自由的思想表达,也正是每个人有不同的经历与性格,所以才有了情与理的思考与对立,正是因为有对前途的忧虑,才有了对儒、释、道思想的不断探寻,作品正是通过人物生活理想的幻灭,人们对自己命运的无可奈何和无能无力,表达了对生命的深深忧虑。大观园中人物所体现出的对于理想精神的探寻,以及其中的种种迷茫,无不是作者曹雪芹的思想观念的体现。

很多人都没有搞清楚四维空间和思维时空的概念差别。

一个非常快速的回答是:

  • 四维维空间是一个数学概念;

  • 四维时空是一个物理概念。

它们之间的一个通俗的联系是,物理上利用了四维空间的数学原理来研究四维时空

首先说,四维空间是一个数学概念。不是我们现在所了解的物理现实。

数学上的二维空间和三维空间也都是一样。我们只是利用了这些概念来描述我们的物理世界,确切地说,我们的宇宙不是数学上的三维空间,也不是四维空间。我们的宇宙仅仅是具有三维空间或者四维空间的某些特性,因此我们用数学上的这些概念来理解和描述我们的宇宙。

从逻辑上说,四维空间是具有4个空间维度的空间。而以我们的科研结论来说,我们的世界中只有3个空间维度:高度、宽度和深度。显然,我们的空间是三维空间。当然我们可以通过三维空间来类推四维空间的一些现象,但显然四维空间具有三维空间的生物无法感知的一个额外维度。因此,可以将四维空间定义为具有高度、宽度、长度加上一个跟着这三个维度完全相同性质的另一个“额外维度”。

上图:四维超立方体在时间上的投影就是这个样子(在四维时空中表现四维超立方体的方式,每一帧都是一个投影,每个投影在三维空间可以做出实物来,并通过透视画法在二维空间表现出来——如你现在看到的),但实际上四维超立方体不是运动的,它投影在时间上才是运动的(这是我们直观观察四维超立方体的一个方式而已)。不运动的那个版本,只能根据各自智商自行脑补了。

空间的第四维度是一个很难把握的概念。这不是我们将讨论的四维时空的时间这个第四维度,而是另一个空间维度。

为了感受想象具有第四个空间维度的世界有多么困难,让我们举一些例子来体会一下:

  • 想象一下某种不存在的颜色;

  • 尝试提出一种方法向盲人描述蓝色等颜色的外观。

当我们尝试想象空间的第四维时,我们也会遇到完全相同的问题。即使对于我们这些拥有最强大视觉想象力的人类来说,即便试图描绘一个三维物体在三维世界中的外观也是困难的。

数学推理可以在这方面为我们提供一些帮助。您会看到,对于数学家来说,第四维可以使用代数四维空间内的坐标几何和矢量来表示。

从这个意义上说,利用坐标和袋代数,我们采用与其他三个维度完全相同的逻辑处理方式来处理第四个维度,就可以对四维空间的各种特性进行计算推理,但这并不能帮助我们获得四维空间的直觉理解。

解释这种难以捉摸的维度的最有效方法之一是使用一系列超多维数据集,从第零维开始一直到第四维。

  • 我们的第一个超立方体(我们简称为“HyperCube”,缩写HC)是零维超立方体。它不占空间,因为它没有宽度、长度或深度。结果,它实际上是空间中的无限小点。这个概念在物理学和数学中被大量使用,以简化场景并推导方程式。例如,当使用牛顿定律为容器中的气体压力创建方程式时,假定粒子没有体积。

上图:不同维度的超立方体在平面上的投影的绘制方法。

  • 接下来,将您的无限小点沿任意方向沿一条直线延伸。如此,你就创建了一个一维超立方体。将线段无限延伸就是一维空间。

  • 然后,将一维超立方体再次扩展。这次,将其垂直于原方向的方向延伸就可以创建一个平面——我们用正方形这个“二位超立方体”来代表。这个新的超立方体处二维平面上,因为它可以在两个维度上变化:宽度和长度。因此称为“二维”超立方体,类似于一维立方体,即直线,如果无限扩大正方形,就会创建一个二维空间。
  • 同理,三维超立方体就需要再扩展出一个高度。当然,你不能在纸上真正实现这样的扩展,我们需要用一些其它的方式来“绘制”,或者应该称为“做出模型”。因为在被抽象为“二维”的纸面上我们最多只能画出三维立方体的投影。

想象自己从一张纸的上方往下看,想象一下这张纸是二维空间中的世界。

即使这个二维世界存在于三维世界中,在这个二维世界中的存在者也无法意识到会有你这个观察者存在,因为他们无法理解另一个空间维度——他们无法抬头看到你,因为“向上”是他们无法理解的概念。我们很容易说出“身高”,因为我们体验到身高的概念。但是对于我们来说,我们同样无法直觉地理解第四个空间维度(除非采用一些“不直觉”的方式——推理)。推理自然会让人头晕,因为不是每个人都有那么强大的逻辑推理能力,你必须要学习大量的概念来辅助你的推理。

除开推理,我们还可以用类推的方式利用想象力来降维理解那种直觉感受。例如: 我们可以类推,四维生物将能够看到我们这个三维空间中的所有物体,因为他们站在我们的世界的边界之外,并且他们还能够看到任何三维物体内部的情况。这似让人有点毛骨悚然,是不是?

想到他们将有能力看到我们的体内,并随意触摸甚至破坏我们的器官,而且无需穿透我们的皮肤。就像我们把二维世界的蚂蚁从一个封闭的圆圈中转移到圆圈外边——他们也可以对你执行相同的操作。哇咔咔……


上图:如果在二维平面上绘制四维几何体是件简单但又让人头晕的事情。简单是你只需要把两个立方体的顶点连接起来就好,复杂是你会被过多的线条搞晕,而且你大脑适应了直观地体验三维物体,看到这样的东西会不知所措的。

虽然四维时空仍然是一个抽象的概念,但时空则是使用了时间和空间的(有单位)构造起来的物理概念。但这个物理概念仍然借用了数学中四维空间的代数关系和逻辑用于推导。

实际上任何四个自由度的系统都可以借用四维空间的代数关系来描述。因为四维空间不过是四个自由度的数学关系的几何表达形式而已。

上图:四维时空是三维空间+时间,通常用闵可夫斯基光锥来表现。光锥是把三维空间降维成二维平面(打扁),用时间轴代替其中一个维度来表达的。降维的思路是理解一切高维概念的基本方法。

时空将四个自由度当中的三个映射到空间量,即“位移”这个物理量上,而把另一个自由度映射到“时间”这个物理量上。由此来构建出一个物理逻辑体系。利用这个这个体系作为理想模型(通俗地说就是某种“道具”),可以方便地简化描述和探讨我们宇宙的很多问题。

上图:我们如何利用一个“时空”道具来理解狭义相对论“没有同时性”——这个情况并不奇怪,因为这是具有“四维”的空间的共同特性。

而科学家们根据研究发现,四维时空这个道具在用于描绘我们宇宙的时候确实比较方便,契合很多观察事实,所以就大致可以在语言上将我们的宇宙称为“四维时空”了。但我们的宇宙是否就刚好是四维时空,至少现在没人能确定。只能说我们目前能够观察和理解到的是如此,或许未来科学进步,这个观念也会被打破。

生物如果需要生长和运动,那时间是必不可少的,因此,四维空间中的生物必须还要有时间相伴,所以四维空间中的生物至少得是五维时空的生物才能满足“生物”的定义需要。而四维时空中的生物,只要有三个空间维度就够了。

数学概念和物理概念的不同,是四维空间与四维时空的根本差别。




不少小伙伴们看过刘慈欣的《三体》吧,《三体》中的多维空间想必会引起许多小伙伴们的兴趣,接下来就让我们了解一下其中的四维空间吧。

今天给大家说一下四维空间。查阅很多文献及观看视频讲解,不少关于四维空间的讲解都是有错误的。

维度这个词在数学领域和物理领域的概念是不同的,数学中指独立参数的数目,x、y、z都可以是维度,因此在数学中说多少维都可以,数学中的四维空间指的是标准欧几里得空间,其中的第四维应该和x、y、z具有相同的性质。

简单来说,过空间一点,能够形成4条相互垂直的线,这样的空间就叫做四维空间。

而就我们的日常认知来说,显然过一点只能出现三条相互垂直的线,这是因为我们生活的空间是一个三维空间。

我们无法想象,在三个维度上还会有另外有一个维度,垂直其他三个维度。

所以就目前的情况来看,四维空间是以数学推导出来的一个概念,以及其他高维空间,我们都无法确定,也无法检验。

最早的四维空间认知,来源于1854年,黎曼的那一场著名的哥廷根大学就职演讲:论几何的基础。随后黎曼几何动摇了欧几里得几何的统治地位,成为了一门风靡全球的几何学,并把开启了高维空间的概念。黎曼成为了第一认为,力是空间扭曲结果的人。而随后,四维空间思想席卷了全球。在1910年,神秘的四维成为了家喻户晓的谈资。

最早把四维物体可视化的人,叫做辛顿。他发明了一种新的立方体:辛顿立方体,可以理解为四维物体分拆之后,在三维空间的一个投影。

1909年,《科学美国人》举办的一场名为“给四维做出正确且通俗的解释”大赛,让辛顿声名大噪!成为了世界公认的让四维物体可视化的第一人。

而且辛顿把存在于四维空间里的立方体,命名为超立方体。

而超立方体与三维空间的立方体最大的区别在于,超立方体的每一个面,都相当于一个三维立方体。超立方体的这种形象认知,是辛顿以“线组成面,面组成体,体组成超体”的这种思路,推导出来的。

“四维时空”和“四维空间”的区别

但在物理学中维度指独立的时空坐标的数目。四维时空又叫做闵可夫斯基时空,这个人是爱因斯坦的老师,是闵可夫斯基最开始将爱因斯坦和洛伦兹的理论重新表述成3+1维时空,也就是三维空间+一维时间,爱因斯坦期初还不认同这个观点,但时候后来研究广义相对论的时候发现这种表述是多么的重要。四维时空的诞生意味着“时间”和“空间”是不可分割的整体。而科学家,把四维空间以及高维空间,用来装这世上已发现的自然定律。

于是,在这些事实的基础之上出现了两种维度空间理论,第一种就是欧几里得空间,认为时间和空间是独立的,在空间维度中不应该考虑时间,具体猜想第四维空间的方法就是著名的莫比乌斯环和克莱因瓶。

克莱因瓶解释四维空间:克莱因瓶类似的无定向拓扑空间莫比乌斯环,它展现的是在二维空间上可以实现向任何方向运动最终都可以回到原点的性质。但是莫比乌斯环却只有在三维空间中才可以呈现,克莱因瓶类似可以实现在三维空间上向任何方向运动都可以回到原点。但是真正的克莱因瓶只能在四维空间中可以实现。三维世界里的克莱因瓶是无法装水或东西的,它只是科学家的思想实验。要想制造真正的克莱因瓶需要额外的一个空间维度,通过克莱因瓶可以很好的理解四维空间.

第二种认为空间和时间是不可分割,我们生活的空间有三个坐标,时间也应该用多个坐标来描述,并且相互组合,形成了多维空间,这就是平行宇宙的由来。

明白了以上概念后,你就知道“四维时空”和“四维空间”的区别了,前者是闵可夫斯基为了爱因斯坦的理论建立的一种模型,这种模型本身在客观世界是有对应的实体存在的。后者则是纯数学上面的研究,两者完全不同。

所以当爱因斯坦广义相对论说“四维时空”是弯曲的,千万别把它理解成“四维空间”是弯曲的,甚至有的朋友会直接理解成我们生活的“三维空间”是弯曲的,这样的理解都是错误的。很多反对广义相对论的朋友,却连啥时“四维时空”都没弄懂,这些基础概念都搞混淆了,反驳自然显得如此无力。

爱因斯坦把时间作为第4维,可看成一个特例。因为时间维度和空间维度最大的不同是,时间是一个单向的维度。但爱因斯坦将时间作为第4维,引入了物理学界,让后面的物理学理论发展看到了一个新的方向。

不少人发现在引入高维空间后,自然定律可以被描述得更加简单,而且之前认为不可相容的理论可以合并,并通过几何学的方式加以解释。

最早看到这一点的人,是一个叫卡鲁扎的不知名数学家。他利用第5维统一了爱因斯坦场方程和麦克斯韦场方程,后来被完善成为卡鲁扎-克莱茵理论,然后弦理论运用26维空间,统一了基于量子力学发展起来的“标准模型”和爱因斯坦相对论。

所以说,目前前沿的理论物理学,几乎都是以高维空间的思想,来统一原有的自然定律。因为在三维空间里,这些自然定律无法相容,甚至矛盾,而只有把它们放在高维空间之下,利用高维空间里的超对称性,才可以把他们融合统一。

数学是工具,可以不管现实,物理是自然科学,利用数学这个“工具”我们可以更有效的研究自然科学,数学可以服务于自然科学,数学可以发展在自然科学前面,当人类不停的发明各种数学工具后,自然科学可以慢慢挑选对自己有用的工具。

科学的力量是无穷无尽的,有一些人对鬼神和四维空间持相反意见。毕竟我们从未见过,也无法摸透,更没有证据,因此我们还要保持批判的眼光去看,这些仅仅是科学猜想。

宇宙,四维空间是什么样的?与三维空间的区别在哪里?




四维空间(标准欧几里得空间)是几何空间,是从数学理念出发推演的几何空间,是属于描述物质存在形式的几何概念,它不含时间维度,加上时间维度时候,它可以演变为五维、六维、N多个维度;

四维时空是物理空间概念,是人类从观察生活实际、观测微观世界和观测天文物理现象出发,描述物质存在状态的包括上下、左右、前后三维方位,加上物质运动随时间变化的物理概念。所以它不叫“四维空间”,而称为“四维时空”。

还有一种“空间”概念,是把意识的维度加到“四维时空”里去,比如把感觉、感情因素、观念因素、因素加上去,构成“十一维”维度,属于宗教观念,不是用来描述物质存在状态的。

我觉得关于“四维空间”和“四维时空”谁对谁错的讨论是没有意义的。不同的维度观念用来解决不同的问题。比如“四维时空”用来解决物质存在的方位和在那个方位发生着怎样变化,对于解决日常问题是重要的,在经典力学应用范畴是须臾不可缺少的。对于观测遥远的星际物质的存在和运动变化也是不可或缺的,毕竟从我们地球望去需要知道它在我们的头上还是在脚下发生着变化。

但是,对于我们观察微观世界的物质变化的时候,就不是掌握物质在原点的什么方位就可以了,还需要知道它以什么形态在发生变化。加入角动量这个矢量的时候,必须借以数学模型来描述物质的变化形态。所以“四维空间”、“五维空间”概念都是需要的。

当物理世界引进了爱因斯坦的广义相对论的时候,“时”和“空”可以互换的时候,当人们想把无穷大世界和无穷小世界统一起来,试图用一个“大一统”理论解释的时候,“四维空间”和“四维时空”概念都不够用了。因此,人们进入了“时空是什么”的无尽争论之中。

至于宗教界喜欢用更多的维度解释世界,也无可指责的。因为他们不是要解释物质世界。他们要解释物质世界与意识世界之间的关系。要解决人的感情世界与物质世界的关系,意识与物质(包括人身这个物质)之间的关系问题。而意识以感觉(即感觉来源于六识,各个识感觉到的内容不同)感情(七情六欲对感知的影响不同)来表现。所以他们要用“十一维空间”来解决他们遇到的问题。




欧式空间是一个宽泛的概念,它可以是三维、四维甚至n维,欧式空间的核心就是 平直性,非欧空间的核心特征就是 弯曲性。

因为数学模型上的需要,量子力学就是建立在n维复数域希尔伯特空间上的。由此可以类比,欧式空间只是一个抽象的数学模型。

因此,欧式空间并不等同于我们生活经验中的三维空间。

广义相对论中同样因为数学需求,由爱因斯坦的老师,如果没记错的话,是 闵可夫斯基 首次将时间坐标作为第四维写进了狭义相对论的数学表达式,后来广义相对论的时空度规就建立在思维时空之上。

因此,它们都是数学模型。当然,在广义相对论中,满足一定的条件,例如黑洞视界内部,时空是可以相互转换的,那仅仅也只是数学形式上的转换。




我们生活在一个四维空间,但我们真正的理解它吗,下面我们就维度、四维空间(时空)在数学物理方面进行简单了解。

我们又称为维数,是数学中具有相同属性的独立参数的数目;直观地,一个图形的维度可以认为一个人想要达到这个图形中所有点所需要运动的所有不同方向的数目;通常:点是0维,直线是1维,平面是2维,体是3维,我们常见的物体都是三维的由长度、宽度、高度形成的体积面;4维分为时间和空间上的,数学当中指的是四个维度的空间。

在几何学当中,四维空间的几何条件很明显:因为维度相同的两个已知空间,只能共存于比它们高一维的空间,例如,两条不同的共存直线(一维)位于一个平面内(二维);两个不同的共存平面(二维)[沿直线]位于一个三维空间里。

我们也可以用代数方程的形式来表示,对于四维空间里的四个几何元素—点、直线、平面和体的方程,用笛卡尔系统表示:

在这个坐标系当中,几何元素的数目(x、y…)等于被表示的空间的维数加1,例如,三维方程坐标系中的几何元素是所表示三维空间维数+1,这个坐标系位于四维空间;在坐标系中,几何元素的这个数目是最低要求。

爱因斯坦相对论中提及的“四维时空”概念,时空的关系,在三维长宽高的三条轴外又加了一条时间轴,揭示了时间、空间的相对性,指出空间间隔和时间间隔的量度随着物质运动状态的变化而变化,分别是:

爱因斯坦的“四维时空”的几何关联是闵可夫斯基空间,其坐标为x,y,z(三维)ict(四维),其中:i=√-1;其遵循的坐标变换为洛伦磁变换,

在闵可夫斯基空间中,空间距离和时间间隔的结合是不变的,即:

(L为一惯性系中的两件事的短程线,h为空间间距,T为时间间隔)

四维时空是我们真实世界的最高维度,爱因斯坦广义相对论提出,摒除绝对时空观,引力是时空的扭曲;对于我们这些生活在三维空间的人来说,如果能够克服四维空间,那么穿越时空将不再是梦想!




谢了!西方搞的那些_阿凡达_蚁人式的脱离基础上的东西。咱搞不懂!也答不了!但我知道,任何脱离基座的思维意识,到头来都是一场_空。好比,人一旦离开地球这个维系生命体系的基座滋养,人是个啥?不反对人们对未来的畅想,但不认可把科幻当科研命题。

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