二维空间有生命存在吗? 二维空间真的存在吗

卡尔顿高习 2024-07-03 09:51 1

生命能否在二维中存在?科学家突破了物理限制

1884 年,一位英国学校的老师Edwin Abbott 写了一个很棒的故事,讲述了生活在一个叫做平地的二维世界中的几何形状的生物。除了作为 评论外,它还从有知觉的二维生物的角度审视了生活会是什么样子。这是一个有趣的概念,这种生物生活在二维空间的想法一直是科幻的范畴。但从科学角度来说,理论会允许吗?让我们先看看更高维度的情况。

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二维空间有生命存在吗? 二维空间真的存在吗


我们没有看到四个或五个大空间维度的一个原因是,生命不能存在于三个以上的大维度中。为什么呢?因为围绕恒星的稳定椭圆轨道不可能超过三个维度,添加的维度越多,引力就越弱。例如,在四个空间维度中,引力随距离的倒数立方而变化,而不是距离的平方。结果,即使是很小的扰动(例如其他行星的引力),也会使绕太阳运行的地球要么朝向太阳中心,要么螺旋形远离太阳。没有稳定椭圆轨道意味着没有太阳系,也可能没有生命。因此,生命大概不可能存在。

另一个很好的理由是,使用 LIGO 检测到的引力波的最新数据表明不存在更高维度,因为如果存在更高维度,我们预计会看到一些引力泄漏到这些其他维度中。这表现在它到达地球的时间,但我们没有看到这种减弱。因此,如果存在更多的维度,它们就存在于非常小的尺度上,在普朗克长度的尺度上,弦理论的微小弦可以在其中振动。你可能会问:“为什么生命不能在这些小尺度上存在?” 这些尺度是如此之小,以至于连原子都无法适应这些尺度。如果一个原子是地球的大小,这些尺寸甚至比瓢虫还要小!

但是二维呢?为什么生命不能存在于二维?与更高维度不同,我们确定确实存在两个空间维度。大多数科学家认为二维生命是不可能的,但有科学家发现,二维生命存在的障碍并非不可逾越。

有两个主要论据反对二维生命的可能性。首先,根据广义相对论,引力需要三个空间维度和一个时间维度。换句话说,没有足够的自由度让空间在二维中弯曲。其次,科学家们认为,每个神经元需要数百个连接的复杂大脑的神经网络,无法在二维上形成足够的连接,因为与三维相比,连接的数量在物理上是有限的。

如何这些问题?让我们从引力问题开始。在二维中,时空如何弯曲并没有足够的自由度,这意味着二维世界并不存在引力。这似乎提出了与四个维度相同的无轨道问题。但是没有什么能迫使引力只能由广义相对论来定义,可能存在其他自由度,例如简单的标量场,它将允许围绕点源的稳定轨道,它实际上等同于二维弯曲。

其余的物理呢?标准模型中的其他三种基本力——强力、弱力和电磁力是否仍然存在?二维不会是限制因素,因为二维为各个方程的工作提供了足够的自由度。例如,二维原子可能存在,因为在原子核中存在将质子和中子结合在一起的强核力。电子可以围绕原子核运行,因为电磁力也应该存在。此外,原则上,希格斯场是没有问题的。有趣的是,希格斯场和弱核力可能不是生命存在所必需的,只有大约2%的原子质量来自希格斯场。几乎所有原子的质量,以及大概宇宙的大部分质量,都来自原子核中存在的能量。

二维世界可能拥有的神经元连接的限制,生命的复杂性又如何呢?科学家在一系列平面2维图中表明,可以与建立连接,从而使它们表现出复杂的通信网络。它们不会具有三维大脑的复杂性,但如果它们的大脑更大,它们可以接近这个复杂性。

人脑每个神经元有大约一千个连接。但是我们的神经元在活跃和不活跃阶段受到限制。据估计,在任何给定时间,只有大约10%的连接在工作。因此,每个神经元的有效连接数约为100 个。由于二维平面连接的限制,二维神经元平均每个连接少于6个。另一方面,二维生物可能是 有效的。所以现在我们的比例是6比100。但是如果二维大脑比人脑大16倍(16x6=96),那么它们的处理能力可能会接近人脑。

那么二维生命形式还有哪些限制?生物是由分子组成的二维生物,分子就像二维的珠串。我们习惯的有机化学取决于分子的三维形状以及它们的组成,所以这种二维化学将是限制。然而,这并不排除某种其他形式的同样有效的有机化学来统治二维宇宙。事实上,在 1980 年代,AK Dewdney 等科学家对二维分子的生物化学进行了很多思考。他们的研究表明,二维化学虽然比三维化学简单,但可能也是非常复杂的。

任何有机体要生存和繁衍,就必须能够消耗和处理能量。二维生物的消化道不可能像你我一样完全通过它的身体,因为这会将有机体切成两半,但它可以在释放废物的同一个孔中消耗食物。这可能让我们感到恶心,但这只是我们的价值观对其他生命形式的人择投影。

散热将是一个问题,因为二维生物的相对表面积会比三维生物小得多。在三维中,球体的表面积为 4πR^2,而在二维中的周长仅为2πR。因此,对于任何给定的半径,表面积在二维上都会小得多。所以这个二维生物,为了增加散热的表面积,很可能不会是光滑的。

二维空间里有生物吗?

这个问题是典型的”夏虫不可以语冰“,我们只是三维空间的生物,二维空间只是一个概念,具体什么样子的谁也没见过,更不用说探讨有无生物了。

这个东西不好说有还是没有,至少现在没有明确的证据表明存在。

我们是三位空间的生物,二维和高维度的生物理论上是存在的。

有,你还天天见到它,蚂蚁就是二维空间的生物

没有吧,如果有的话那只有了。

二维世界有可能存在生命吗

2维世界没有生命一说,很明显2维世界与我们遵循这完全不同的物理定律,也就说这个宇宙是与我们完全不同的宇宙,但同样可以证明这个世界不存在,因为你属于这个宇宙你的想象也属于这个宇宙,只要是你能想出来的在别的不存在。(说简单的证明过程真的很长实在不想解释,所以我跟你说的这句话会有漏洞,但这个理论没问题)

有没有存在于二维空间的生物?

自然有。

维度应当是从上向下兼容的。坐标系作为三维,时间作为第四维,我们人类是四维生物,同时,在四维的每一个片段(时间的一刹那),我们又等同于在三维空间里有一个投影。

同理的,我们在三维空间里的坐标投影到二维空间,也可以认为我们生活在二维空空间里。

以上描述综合起来就是,我们生活在所处的维度以及所有向下兼容的维度里。至于我们现在几维?5维是如何的?6维是如何的?没有真的。

就如同,二维的一个圆,对应三维的圆锥,也可能是圆柱,甚至是一个不规则的形状,任何的猜测都是无力的。在人类的划分范围内,暂时只当我们是4维生物即可,事实上,划分也是没有意义的,只是人类当前的一种理解。

暂时没发现,蚂蚁不是二维生物,二维指的是有面积没体积,而蚂蚁有体积。而且有人说它爬上树,自己会认为一直是在平面上,那太空中的宇航员,看地球上的人类也都是在地面上爬。

蚂蚁属于典型的二维空间生物,这类生物自身认识,是不突破二维空间的;除此之外,平面设计师,报社版面编辑,洗照片的师傅,都可以认为是二维空间的生物

上面是胡扯 什么叫蚂蚁不会意识到树的高度?蚂蚁的触须也可以上下摆动 难道这不是三维内的摆动吗?如果你足够巨大 几千米高 那么人类也是二微生物嘛? 二维指的是平面 没有厚度

这里延伸一下 人类总是说高维度生命控制掌握低纬度的 且不说时间如何具象化 作为三微生物的我们甚至都没有找到严格意义上的二微生物 何来支配呢?

没有,但也不排除可能有种比水熊虫还逆天上万倍的生物在二维空间里生活。

蚂蚁只能算行为二维生物 意义上的二维平面也还未被发现 更别说在二维平面里的生物

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