一维到十维：为什么《星际穿越》中传来的信息来自五维？

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1、一维到十维：为什么《星际穿越》中给人传来的信息来自五维？●文/泥藕*王小东由诺兰执导的科幻大片《星际穿越》中，五维世界的“幽灵”一直在以某种方式向库珀的女儿墨菲传送信息，比如让书架上的书按某种编码规则掉下来，或者通过沙尘暴让落在地上的沙尘显示出以二进制编码组成的条纹等等。片中的教授说：在五维世界，时间变成了有形的，去到未来好像爬上一座山峰，而回到过去如同下到一个山谷。后来发现，所谓的五维“幽灵”不是“别人”，而是他自己。正如库珀所言“他们就是我们”。所有的维度都是一体的，所有的维度都在“此地”。当库

2、珀到达五维世界后，进入了一个可以看到三维世界所有时间的场景中，他可以通过移动自己的位置随意看到自己女儿任何年龄的情景。他把书架上的书按某种编码规则推下来，想给女儿墨菲某种警告；他让地上的沙子显示出以二进制编码条纹，用来传送火箭发射场的坐标。这些事情都是他自己在五维空间做的。在电影中，地球由于坏境恶化即将毁灭，科学家需要解开一个重力方程式才能让人类有方法脱离地球，但解开重力方程需要黑洞里的数据。于是，库珀受命去外太空寻找解决方案。当库珀到达黑洞后，找到了关键数据。他在五维空间把数据转化为摩斯码，通过秒

3、针的颤动传送给地球上的女儿墨菲。墨菲最终解开了方程，拯救了人类。1那么维度是什么？一共有多少维度？维度与时间的关系是什么？我们详细讨论一下：【零维】：首先，是没有维度的情况，或称零维。这时只有一个点。注意，不要想象成在一个空旷的空间内有一个小小的点。这一个点是所有，也是全部，它外面没有空间，也没有时间。因此说这个点是无限大也未尝不可，类似于宇宙大爆炸前的奇点。【一维】：一条直线组成的世界就是一维。只有长度，没有宽度和高度，既无面积，也无大小。一维的生成：当我们持续观察一个点时，就相当于这个点拥有了一

4、条时间轴。把每一刻点的像沿时间轴展开，就形成的一条线。这就是一维世界（如图1）。沿时间轴横切结果为一个点点t1一维时间轴点的过去、现在和未来沿时间轴展开形成一维线图1：一维示意图在一维世界，点的位置只能沿时间轴移动，没有其他的方向。如果在时间轴t1上横切，每一刀切出来的都是一个点，若沿时间轴t1连续横切，可以切出过去现在未来所有的点。2需要强调的是，人不可能“同时”感受不同的时间，只能感受“当下”这一个时间点。因此，看到图1中从头到尾的完整“时间轴”，那么它已经不是时间轴，而是一条单向的空间轴了。【

5、二维】：一个平面组成的世界就是二维。有长度，有宽度，就有了面积大小，但没有高度。二维的生成：如果一条线的长度在不断变化中，持续观察这条线，就意味着这条线拥有了一个新的时间轴，新时间轴垂直于直线方向。把这条线的所有长度变化情形沿新时间轴展开，就形成了一个面。这就形成了二维世界（如图2）。一维的时间轴变成空间轴沿时间轴横切x(t1)空间轴结果为一条线点的未来点的现在t2点的过去二维时间轴线的过去、现在、未来沿时间轴展开形成二维面图2：二维示意图在二维世界，线的位置只能沿时间轴移动，没有其他方向。在时间轴

6、上t2横切，每一刀切出来的都是一条线，若沿时间轴t2连续横切，可以切出过去现在未来所有的线。同时，再观察一下图中的“点”，对“点”来说，原来的时间轴t1变成了一条空间轴（图2中x轴）。在二维世界，x轴是一条空间轴，但对处在一维世界的点来说，此轴依然是时间轴。所以在图2中，此轴标注为“x(t1)”；代表二维中的x轴就是原来一维的t1轴。由此可见，时间和空间并非有绝对的区分，它们可以相互转化。在二维的时间轴t2上任何一个时间点（如图中横切线处），一个点的过去、现在和未来“同时”存在，因此在t2轴上的任意

7、时间，都可以随意访问一个点的过去、现在和未来。这便是时间轴变成空间轴以后产生的效果。3【三维】：一个立体就是三维世界，也就是我们所生活的世界。三维有长度、宽度和高度，有体积大小。三维的生成：如果一个二维面的面积在不断变化中，持续观察这个面，就意味着这个面拥有了一个新的时间轴，新时间轴垂直于二维面的方向。把这个面的所有面积变化情形沿新时间轴展开，就形成了一个三维体。（如图3）。二维的时间轴变成空间轴沿时间轴横切y(t2)空间轴结果为一个面线的未来点的过去现在未来线的现在t3线的过去三维时间轴空间轴面的

8、过去、现在、未来，沿时间轴展开形成三维体x(t1)图3：三维示意图在三维世界，面的位置只能沿时间轴移动，没有其他方向。在时间轴t3上横切，每一刀切出来的都是一个面，若沿时间轴t3连续横切，可以切出过去、现在和未来所有的面。再看一下“面”里面的“线”。对线来说，原来的时间t2轴变成了一条空间轴（图3中y轴）。在三维的时间轴t3上任何一个时间点（如图中横切面处），一条线的过去、现在和未来同时存在，因此在t3轴上的任意时间，都可以随意访问一条线的过去、现在和未来。同样，“点