为什么说克莱因瓶造不出来?它实际上是四维空间中的一个扭曲的面

随着对宇宙探索的深入,我们了解到了很多未知的领域,而人类所处的环境其实就是宇宙中的一个三维空间,相对于其他纬度来说还是比较低级的。

克莱因瓶最初由德国几何学大家——菲立克斯·克莱因 (Felix Klein) ,在1882年提出。克莱因瓶的结构可表述为:一个瓶子底部有一个洞,现在延长瓶子的颈部,并且扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接。

为什么说克莱因瓶造不出来?它实际上是四维空间中的一个扭曲的面

简单的说——这是一个没有内外之分物体。

克莱因瓶看起来就是三维空间的一个大奇葩,之所以装不满水是因为克莱因瓶本身是封闭的,其底部有一个洞,而且克莱因瓶是没有内外之分的。

从侧面看,就是一条曲线,即便物体穿过的方向不同,最后到达的终点都是一样的。所以说克莱因瓶的瓶颈是就是四维空间,然后和瓶底圈连起来的,不穿过瓶壁。

为什么说克莱因瓶造不出来?它实际上是四维空间中的一个扭曲的面

克莱因瓶看着也和普通的瓶子没有什么区别,但是我们看到的只是它在三维世界的投影,也只是一个模型而已,真正这种扭曲的克莱因瓶是无法在我们所处的三维空间中制造出来

三维空间和四维空间虽然只差了一个纬度,但是我们现在对四维世界甚至都无法想象出是什么样子,就像我们在平面中非要制造一个球体一样。

如果想要制造出克莱因瓶那么我们人类文明就必须在三维的基础上增加时间轴的概念,也就是尽快达到四维空间

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所以,不是说克莱因瓶肯定不存在,而是说它存在的前提是四维空间必须存在,如果四维空间不存在,克莱因瓶就肯定不存在。克莱因瓶是四维空间里的事物,并不是三维空间的产物。

克莱因瓶就必须在四维空间中才能制作出来。没有多出来这一个维度空间,我们无法扭转三维的物体使它首尾相接。所以克莱因瓶实际上是四维空间中的一个扭曲的面。

真正的克莱因瓶是不会和瓶体相交的。这样的形象,作为三维世界的我们,只可意会不可言传,当然更不可图绘。

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克莱因瓶的意义是什么?

人类之所以比其他生物优秀,就是我们总是敢于去思考一些挑战现实的事情,也喜欢去设计许多的思想实验。

而克莱因瓶就是几何大牛菲立克斯·克莱因设计出来挑战四维空间认知的神器,我们把不属于我们这个世界的东西通过想象去刻画出来,以锻炼我们的思维能力。

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“如果能拥有一个没有正反的平面,为什么不能拥有一个没有内外的三维立体?”这就是菲立克斯·克莱因用克莱因瓶给人类提出的一个空间思考命题。

如果有一天能亲眼所见真正的克莱因瓶,那绝对是人类的科技水平、理论水平已经达到了非常高的层次,并且也发现证明了四维空间的存在

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