Return to Video

Rob Bryanton - 想像十度空間

  • 0:00 - 0:02
    我們從一個點開始
  • 0:02 - 0:04
    就像幾何學所教的
  • 0:04 - 0:07
    一個"點"沒有大小,沒有維度
  • 0:07 - 0:10
    只是一種用來標示位置的概念
  • 0:10 - 0:12
    同樣的,另一個點
  • 0:12 - 0:14
    可以用來標示一個不同的位置
  • 0:14 - 0:17
    大小對它來說也沒有意義
  • 0:17 - 0:19
    要產生第一個維度
  • 0:19 - 0:22
    我們只需要將任意兩點用線連起來
  • 0:22 - 0:25
    一維的物體只有長度
  • 0:25 - 0:28
    沒有寬度和深度
  • 0:28 - 0:33
    如果在第一條線上劃過另一條交叉線
  • 0:33 - 0:35
    就產生了第二個維度
  • 0:35 - 0:38
    二維的物品有了長寬,卻沒有深度
  • 0:38 - 0:41
    為了方便我們理解更高的維度
  • 0:41 - 0:46
    我們會把第二個維度當成是從第一個維度上
  • 0:46 - 0:48
    藉由一條分叉線所產生的
  • 0:48 - 0:54
    現在想像一種二維上的生物 - "紙片人"
  • 0:54 - 0:58
    紙片人在二維世界的生活會是什麼樣子?
  • 0:58 - 1:01
    二維生物只有長度與寬度
  • 1:01 - 1:05
    就像一張超薄撲克牌上面的人物
  • 1:05 - 1:06
    想像一下
  • 1:06 - 1:09
    紙片人不會有消化道器官
  • 1:09 - 1:14
    因為一條從頭到尾的管道會把它們切成兩半
  • 1:14 - 1:17
    如果紙片人嘗試觀察我們的三維世界
  • 1:17 - 1:21
    就只能夠看到一片片二維上的斷面
  • 1:21 - 1:24
    例如氣球,會從一個小點開始
  • 1:24 - 1:28
    莫名其妙的擴大成一個中空的圓
  • 1:28 - 1:32
    再收縮回一個點,最後消失在空氣中
  • 1:32 - 1:41
    我們這種三維的生物,對紙片人來說看起來肯定也非常奇怪
  • 1:41 - 1:44
    想像三維空間對我們來說最容易
  • 1:44 - 1:48
    因為我們無時無刻都活在三維空間裡
  • 1:48 - 1:52
    三維的物體有長、寬和高
  • 1:52 - 1:54
    還有一種方法可以用來描述第三個維度:
  • 1:54 - 1:58
    想像一隻螞蟻走在桌上攤平的報紙
  • 1:58 - 2:01
    我們可以把牠當作一隻"紙片螞蟻"
  • 2:01 - 2:05
    走在二維的報紙世界上
  • 2:05 - 2:07
    如果把報紙從中對折
  • 2:07 - 2:11
    我們就創造了一種讓紙片螞蟻
  • 2:11 - 2:14
    從牠的二維世界裡"憑空消失"
  • 2:14 - 2:16
    並"瞬間移動"到另一個位置的方法
  • 2:16 - 2:20
    可以想像成,我們把一個二維的物件
  • 2:20 - 2:22
    藉由較高的維度來"摺疊"
  • 2:22 - 2:24
    也就是第三個維度
  • 2:24 - 2:28
    同樣地,這樣看待第三維度的方式
  • 2:28 - 2:31
    對我們想像更高的維度會比較方便
  • 2:31 - 2:34
    第三個維度是你用來"摺疊"
  • 2:34 - 2:38
    以便在較低維度裡進行空間轉移的方法
  • 2:40 - 2:43
    前三個維度可以用這些詞來描述
  • 2:43 - 2:44
    長度
  • 2:44 - 2:45
    寬度
  • 2:45 - 2:47
    和深度
  • 2:47 - 2:49
    第四個維度呢?
  • 2:49 - 2:51
    其中一個答案是
  • 2:51 - 2:52
    持續性
  • 2:52 - 2:55
    想想一分鐘前的自己
  • 2:55 - 2:57
    以及此時此刻的自己
  • 2:57 - 3:00
    在"一分鐘前的自己"
  • 3:00 - 3:02
    和"當下的自己"之間的連線
  • 3:02 - 3:04
    就構成一條第四維度的線段
  • 3:04 - 3:07
    如果有辦法觀察自己在四維空間中的樣子
  • 3:07 - 3:09
    看起來就會像一條起伏不定的長蛇
  • 3:09 - 3:14
    一頭是你的出生,另一頭則是你的死期
  • 3:14 - 3:18
    但是由於我們時時刻刻都活在當下
  • 3:18 - 3:21
    就像是身在二維的紙片人
  • 3:21 - 3:24
    三維的物體對它們來說
  • 3:24 - 3:26
    只是一片又一片的二維斷面
  • 3:26 - 3:31
    身為三維的生物 - 我們只看的到自己
  • 3:31 - 3:33
    在第四維度中的片段
  • 3:38 - 3:42
    維度互相交疊的其中一個奇妙之處
  • 3:42 - 3:47
    在於較低的維度無法察覺較高維度的變化
  • 3:47 - 3:49
    舉一個簡單的例子
  • 3:49 - 3:51
    一條莫比烏斯帶
  • 3:51 - 3:55
    將一條紙帶扭轉半圈後把兩端粘上
  • 3:55 - 3:57
    沿著紙帶劃一條線
  • 3:57 - 4:02
    這條線最終會劃過紙帶的兩面並回到起點
  • 4:02 - 4:04
    莫比烏斯帶特殊之處在於
  • 4:04 - 4:06
    紙帶沒有正背面之分
  • 4:06 - 4:10
    一條只有一面的紙帶就相當於一個二維世界裡的物體
  • 4:10 - 4:15
    而二維的紙片人若是沿著剛剛畫出的線行進
  • 4:15 - 4:20
    最終會回到起點的背向,渾然不覺自己曾經離開過二維空間
  • 4:20 - 4:21
    而實際上
  • 4:21 - 4:23
    它們在三維空間裡環繞與扭轉
  • 4:23 - 4:27
    即使對它們來說只是沿著一條直線行走而已
  • 4:28 - 4:30
    第四個維度
  • 4:30 - 4:30
    時間
  • 4:30 - 4:32
    感覺上像是一條直線
  • 4:32 - 4:34
    從過去向著未來前進
  • 4:34 - 4:36
    但這條直線在第四維度
  • 4:36 - 4:38
    就像一條莫比烏斯帶
  • 4:38 - 4:41
    是扭曲而翻轉的
  • 4:41 - 4:43
    而我們這條四度空間的長蛇
  • 4:43 - 4:46
    只會感覺像在一條四度空間的直線上行進
  • 4:46 - 4:49
    但是實際上,在第五個維度裡
  • 4:49 - 4:54
    有著許多的叉路能夠隨時分支出去
  • 4:54 - 4:57
    這些分支受到我們的選擇、
  • 4:57 - 4:59
    偶發事件、以及其他人的干涉所影響
  • 4:59 - 5:03
    在量子力學裡,構成世界的次原子粒子
  • 5:03 - 5:08
    會由於觀測的動作,造成其狀態的波函數塌縮
  • 5:08 - 5:11
    在我們描繪的這張圖像裡
  • 5:11 - 5:14
    可以開始了解我們是如何讓第五維度中
  • 5:14 - 5:17
    對未來的各種可能性收束
  • 5:17 - 5:19
    成為一條第四維度的線
  • 5:19 - 5:21
    而我們將這條線稱為"時間"
  • 5:26 - 5:30
    如何回到過去拜訪你自己?
  • 5:30 - 5:34
    我們可以利用第五維度,將第四維給"折疊"起來
  • 5:34 - 5:36
    穿越時空回到過去
  • 5:36 - 5:39
    但是你要如何到達一個這樣的世界:
  • 5:39 - 5:41
    小時候的你創造出偉大的發明
  • 5:41 - 5:44
    讓現在的你名利雙收
  • 5:44 - 5:47
    我們有辦法想像位於第四維度的自己
  • 5:47 - 5:51
    透過第五維度,創造出"現在"的支線
  • 5:51 - 5:53
    可是不論你去向何處
  • 5:53 - 5:58
    你目前的時間軸上並不存在 "偉大發明家的童年"這個可能性
  • 5:58 - 6:00
    換句話說此路不通
  • 6:00 - 6:05
    任何的抉擇、突發狀況、或是外部的干涉都不行
  • 6:05 - 6:07
    只有兩種方法能抵達那個世界
  • 6:07 - 6:09
    其中一種是回到過去
  • 6:09 - 6:13
    想辦法觸發"讓以前的你創造出偉大發明!!"的事件
  • 6:13 - 6:19
    再經過第五維度,回到未來世界的可能結局裡
  • 6:19 - 6:21
    基本上算是繞了遠路
  • 6:21 - 6:26
    另一條捷徑是透過第六個維度,將第五維度"折疊"起來
  • 6:26 - 6:31
    讓我們從現存的時點穿越到不同的五維線上
  • 6:34 - 6:36
    在我們對第四維度的描述裡
  • 6:36 - 6:41
    我們將較低的維度(三維)當作一點來看待
  • 6:41 - 6:45
    第四維度則是一條能夠將一分鐘前的宇宙
  • 6:45 - 6:47
    和現在的宇宙連接起來的線
  • 6:47 - 6:49
    在最極端的情況下
  • 6:49 - 6:53
    我們可以把第四維想成是一條連接大霹靂(big bang)
  • 6:53 - 6:57
    和宇宙其中一個結局的一條線
  • 6:57 - 6:59
    現在,當進入第七個維度時
  • 6:59 - 7:01
    我們需要想像一條線
  • 7:01 - 7:04
    將前面六個維度看作一個點
  • 7:04 - 7:08
    為此,我們要想像所有可能的時間軸
  • 7:08 - 7:11
    從大霹靂發生以來的所有可能性
  • 7:11 - 7:13
    延伸到這個宇宙所有可能的結局
  • 7:13 - 7:16
    通常這樣的概念被叫作"無限"(infinity)
  • 7:16 - 7:19
    所有的一切被看作一個點
  • 7:19 - 7:23
    對我們來說,第七維度裡的一個點是"無限的"
  • 7:23 - 7:28
    - 自從大霹靂以來,所有已經發生或有可能發生的時間軸
  • 7:29 - 7:33
    當我們描述"無限"是第七維度裡的一點時
  • 7:33 - 7:35
    其實少講了一些東西
  • 7:35 - 7:38
    如果想要在第七維度上畫線
  • 7:38 - 7:41
    就需要搞清楚另一個第七維度上的"點"會是什麼
  • 7:41 - 7:44
    這樣才有辦法決定一條線的兩端
  • 7:44 - 7:47
    但是"無限"以外該如何定義
  • 7:47 - 7:48
    答案是:
  • 7:48 - 7:52
    存在另外一個"無限",而這個無限
  • 7:52 - 7:54
    的初始條件和我們的大霹靂不同
  • 7:54 - 7:58
    不同的起源創造出不同的宇宙
  • 7:58 - 8:03
    基本的物理常數像是重力或是光速,也和我們不同
  • 8:03 - 8:08
    由此所延伸出的時間軸分支,直至這個宇宙的可能結局
  • 8:08 - 8:14
    形成了和我們的宇宙完全不同的另一個"無限"
  • 8:14 - 8:16
    所以這樣一條第七維度的線
  • 8:16 - 8:19
    會將兩個不同的無限連接在一起
  • 8:19 - 8:23
    清況還可以再複雜一點
  • 8:23 - 8:26
    如果我們想要從剛剛那條七度線上分支出去
  • 8:26 - 8:29
    連接到另外一個"無限"點
  • 8:29 - 8:32
    就產生了第八個維度
  • 8:33 - 8:35
    根據之前所討論的
  • 8:35 - 8:38
    若要從任一個維度上的點跳到另一點
  • 8:38 - 8:41
    最快的作法是透過較高的一維去折疊下面的維度
  • 8:41 - 8:45
    拿之前生活在報紙世界上的螞蟻來說
  • 8:45 - 8:48
    透過第三維度將牠的二維世界摺疊
  • 8:48 - 8:53
    能夠讓螞蟻在兩個地點之間瞬間移動
  • 8:53 - 8:56
    當我們準備進入第九個維度時,同樣的規則也適用
  • 8:56 - 9:01
    如果我們想從一條八維的線段瞬移到另一條上
  • 9:01 - 9:05
    就需要有辦法透過第九維度去摺疊
  • 9:06 - 9:08
    在我們討論第一維之前
  • 9:08 - 9:11
    我們先定義了維度零
  • 9:11 - 9:14
    也就是幾何學上"點"的概念
  • 9:14 - 9:16
    一個點標示了系統中的某個位置
  • 9:16 - 9:20
    且每個點都不具大小
  • 9:20 - 9:21
    接下來第一個維度
  • 9:21 - 9:25
    取任意兩個"點"並用一條線連接它們
  • 9:25 - 9:27
    當我們來到第四維
  • 9:27 - 9:30
    就是將特定時點的第三維空間整體
  • 9:30 - 9:34
    視為一個點
  • 9:34 - 9:37
    一條四維的線段
  • 9:37 - 9:40
    則將另一個不同時點的空間連接起來
  • 9:40 - 9:45
    而這條線通常被稱為"時間"
  • 9:45 - 9:47
    在第七維裡
  • 9:47 - 9:51
    我們將大霹靂所引發,所有可能產生的時間軸
  • 9:51 - 9:53
    當作一個點
  • 9:53 - 9:55
    接下來用一條線
  • 9:55 - 9:59
    指向另一個完全不同的宇宙整體
  • 9:59 - 10:02
    現在,當進入第十個維度
  • 10:02 - 10:04
    我們需要想像所有可能的宇宙中
  • 10:04 - 10:08
    所有的時間軸,和這些時間軸所包含的所有可能支線
  • 10:08 - 10:12
    將所有東西看作第十維度上的一個點
  • 10:12 - 10:14
    呼,到目前為止還算好
  • 10:14 - 10:17
    不過問題來了
  • 10:17 - 10:21
    如果我們要繼續上述的思考迴圈,並且在第十維度上畫線
  • 10:21 - 10:25
    那就必須想出另一個點如何存在
  • 10:25 - 10:27
    但是無法可想
  • 10:27 - 10:30
    當我們想像出第十維度上那一點,包含所有可能的宇宙中
  • 10:30 - 10:34
    由開始到結束的所有可能性
  • 10:34 - 10:37
    整段旅程就已經走到終點
  • 10:37 - 10:38
    根據弦理論
  • 10:38 - 10:41
    物理學家認為在第十度空間中振動的超弦 (Superstrings)
  • 10:41 - 10:45
    產生了構成我們世界的次原子粒子
  • 10:45 - 10:48
    這些粒子也構成了其它的宇宙
  • 10:48 - 10:49
    換句話說
  • 10:49 - 10:52
    在我們的想像中,十個維度是
  • 10:52 - 10:56
    彼此層層相疊的
  • 10:56 - 10:58
    這個我們建構出來的概念
  • 10:58 - 11:00
    代表了所有的可能性,都包含在這十個維度之中
Title:
Rob Bryanton - 想像十度空間
Description:

interesting clip

more » « less
Video Language:
English
Duration:
11:00

Chinese, Traditional subtitles

Revisions