《星际穿越》关于时间与空间的思考

看完了近期比较火的影片星际穿越，重新刷新了我对世界对宇宙的价值观，可以说这是一部较为实体化把理论把宇宙呈现在观众眼中的影片，让那些不太明白理论的人同样可以感受到宇宙的奥秘，穿梭在宇宙之间，领略着超乎自然神奇力量的世界里，真是一个心旷神怡。相信每一个看完影片的观众都会为之称赞，称赞着自然法则的规律，称赞着科学的伟大，称赞着导演的构思与想象力。影片在现在看来太超前了，也尊重科学，对于科学理论的描述还是最大限度的贴近现有的物理学，除非真的到了那种无法解释而电影又必须用到的地方，导演才展开强大的想象力。观看之余也让我这个有点科学迷的人产生了些许的遐想，一个关于时间与空间的梦。

影片有很多冲击视觉与眼球的地方，像什么黑洞、虫洞、超引力、时间的兑换以及最想说的是五维空间的构造。有些理论我相信大家都曾听说过，譬如黑洞等等，了解一点爱因斯坦以及他的相对论的都知道，只是我们不知道这些东西怎么实体化的存在我们的世界里，或许真有这类东西，只是现在的技术只能让我们在银幕上见到它们。

我们都说我们生活在一个三维的世界里，或者是一个静止的三维世界（如果没有时间），那么如果让一个三维的世界动了起来，也就是加上一个时间轴的话，就构成了我们这个世界（这么说来更像是四维的世界），每一个时刻都是一个三维世界，连续起来就是一个四维的世界，而且这个四维世界还在进行中，似乎时间是从负无穷到正无穷，而现在时间到那块了了？这谁也不知道。类比一下这种关系，就好像是二维平面是由无数个一维直线构成，三维空间就是由无数个二维平面构成，四维时间空间也就是我们的世界是由无数个三维实体空间连续化构成，那么再往上走一下，五维空间，也就是影片中为什么是五维空间，是由什么构成的呢？那就是由另外再加一维的量，然后把时间轴实体化以后构成的，在这里就出现了影片中的场景，时间是以块状存在的，具体是不是块状不知道，但是可以肯定的是这里时间轴绝对是实体化的，它有长度（无限长），而且人在里面可以跳跃，在这里你可以实现真正意义上的穿越，比如现在你在这个时间节点上，然后点进这个时间节点对应的四维空间（这里五维空间的任何一个轴上的任何一点都对应着该点下的四维空间没错吧），那么你可以点进去这个节点自然可以往前点也可以往后点（前提是你得在五维空间里），这样也就形成了在四维空间上的穿越古今了，啊，这个空间真的好神奇有没有。在这里人似乎可以在几秒钟看穿人的一生，因为时间已经是你所能掌控的了，你也可以看穿古往今来的一切。我们说每一次维度的增加都需要假如一种对应于增加维度的那种量，影片中涉及到引力可变，估计认为五维空间加入的量是引力吧，其实还有其他的力，曾经看到过一篇科技论文，上面介绍到其实宇宙细分可以分到11维，什么引力，电磁力等等都算进去的话。想想一下11维什么概念，难以想象，超过三维的东西就很难实体化到我们眼前，更别说11维了，影片中能看到五维空间，说白了也是三维显示的，为了能让大家看到，真正的高维你是看不到的，因为你生活在三维的世界里面。

那么时间到底可不可以实体化呢？这个问题很有意思，大家想象去吧，至少现在在三维世界里加上一个时间轴后是不能实体化的，兴许有一天技术达到一定程度后可以，猜想一下，一直感觉，比如速度足够快的话，快到超越光速，在超越的那一刻起，你就进入了五维空间了，在哪里你真的可以做到影片中的那样穿越了，但是个人感觉必须有一个前提，你在五维空间的速度必须一直大于光速才行，一旦你的速度不够大，你就会被五维空间甩出来，可能会被甩到你在五维空间的那一个节点下对应的四维空间中，然后在那个空间里生活，这个过程说不定你就穿越了，但是是往前还是往后就不好说了，你在五维空间行走的越长，那么你穿越的时间点距离你现在的时间就越久，如果真的能够实现，这得需要多大的能量才可以呀。

研究高维的空间必须在比它更高一维的空间或者高许多维的空间才行。时间能不能实体化，我感觉可以。虽然我们无法研究我们四维空间的时间实体化，但是我们可以研究一维二维加上时间轴后的实体化呀，这让我想起了曾经看到过的一篇文章，这篇文章凡是理工科的必然少不了要学的，而且极其重要，那就是傅里叶变换，贴一下神文章地址（等会再去看吧）（http://zhuanlan.zhihu.com/wille/19763358），一起去感悟其中怎么把时间实体化的吧。文章中分析的是一维信号，比如音乐，加上时间轴后也就是让音乐播放出来，这样就形成了二维空间，现在再来研究它的时间实体化吧，相对于我们的三维空间，研究一个比自己低一级空间简直是不是小菜一碟了，伟大的傅里叶告诉我们是的，在那里，通过傅里叶变换，把空间域变换到频域，再在频域中反观空间域，你是可以知道任何一个时刻的音乐信号的，这与我们的问题好像呀。用过傅里叶变换的大概都使用的是一维傅里叶变换和二维傅里叶变换，难道没有三维傅里叶变换、四维傅里叶变换吗？有的话研究一下说不定真的就可以为穿越提供理论基础了。为此我百度了一下，真有，三维傅里叶是有研究具体问题的，而四维傅里叶，一搜直接是进相对论吧里面去了（http://tieba.baidu.com/p/3339194974），果然还是术业有专攻呀，一般人不会想到，也不会去研究这个问题吧，也就是研究相对论的人可能会提出这样问题并加以研究，让我忧然升起了一腔敬意，科技发展到现在，都是这些老一辈科学家研究发明的结果，现在看来研究这些毫不沾边的问题就像50年前研究微电子物理的那些人一样，没有50年前的他们怎么会有如今的计算机时代，所以尊敬那些人吧，现在的社会虽然大家普遍的观念是总想着可以从这个社会获取些什么，其实我们真的也应该想着为这个社会付出点什么。

Ok继续扯一点关于时间空间的薄见吧，上面的四维傅里叶变换还是留着专攻之人去解决吧，如果真的能有结果的话，兴许这些梦就真的不在只是梦了。关于低维与高维空间还有点见解，相信所有做算法的人都知道，高维数据对于我们来说应该是太正常不过了，往往三维以上的数据很常见，有的数据在低维度下不好研究的再添加一维后往往很好研究，比如一个分类问题，在二维空间上的分类问题，所有的数据在二维空间上很难分出来，可是当把这些数据映射到三维空间上以后就非常的好分了，以前也看过关于支持向量机（SVM）算法的原理，虽然也不是非常懂，但是我强烈的感觉到，里面有一块讲到核函数的东西，其实就是一种映射，一种维度与维度之间的变换，或者低维到高维的变换。

再来想象下关于宇宙中穿梭的可能性，物理学上的虫洞，不知道有没有呀，期待着有吧。我们是在一个连续的世界里，虫洞讲述的是一种空间上的跳跃，那么连续的世界怎么才会有间断性的跳跃呢？感觉还是可以，想象一下tanx的曲线，它也是一个连续的东西吧，但是我们可以看到它，在它的渐近线两边，函数值可以从正无穷跳变到负无穷，从某种意义上讲它们是连续的，只不过是在不同的形式下，就像一个圆一样，你把它切开然后拉成一条直线，那么当你走到圆的一端再往前走是哪里呢？在完整的圆上来看就是它的下一点，然而在直线上看竟然是直线的另一端，从不同的形式上看你很难理解它是跨越了多大的距离。扩展到三维宇宙空间，似乎它是那么的无边无际，假设你真的朝着一个方向一直走下去会怎样了，不知道，无穷远的地方，再假设你能走到那个无穷远的地方了，这时你再往前走一步会到哪里呢？兴许真的到了宇宙的另一边，你这一步的距离在实体空间竟是宇宙中最遥远的距离，而那个分界的地方是个什么东西呢？不知道，兴许是一个点，特亮的的点，能量极高，高到弯曲时空；兴许是一个面，像瀑布一样，瀑布的两边有着天壤之别但有是连接在一起；抑或是一个球，像影片中那样是一个神秘的黑球，进去了不知道通向何方，再或者是一个超三维的东西，一个非常奇妙的东西，如果有说不定宇宙中真不止一个。

能扯这么多，我的想象力也很丰富呀。最后再对影片中的部分人性思考，这个东西真是复杂呀，也就人才有这么多人性特点，是好还是不好，自然进化到这里也就只能这样了，在极度恐惧与斗争中，各种自私自利都有可能出现，就像影片中的那个孤立在外星球多年的博士一样，自私差点毁了整个人类。我们能做的只能是不断提高自我修养，为整个文明进步做出一点贡献吧。