资料分享：四元数与三维旋转|故事：四维虫子

该分享来自鱼粉me&＃xff0c;资料为pdf格式&＃xff0c;主要阐述四元数和三维旋转&＃xff0c;作者为Krasjet.

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故事分享-四维虫子

他&＃xff1a;“你好。”

我&＃xff1a;“你好。”

他有着同龄人少有的镇定和口才&＃xff0c;而且多少有点儿漫不经心的神态。但是眼睛里透露出的信息是一种渴望&＃xff0c;对交 流的渴望。

如果把我接触的患者统计一个带给我痛苦程度排名的话&＃xff0c;那么这位绝对可以跻身前五名。他是一个17 岁的少年。

在经过多达7 次的失败接触后&＃xff0c;我不得不花了大约两周的时间四处奔波——忙于奔图书馆&＃xff0c;拜会物理学家和生物学家&＃xff0c;听那些我会睡着的物理讲座&＃xff0c;还抽空看了量子物理的基础书籍。我必须这么做&＃xff0c;否则我没办法和他交 流——因为听不懂。

在经过痛苦恶补和硬着头皮的阅读后&＃xff0c;我再次坐到了他面前。由于他未成年&＃xff0c;所以每次和他见面都有他的父亲或母亲在他身后不远的地方坐着&＃xff0c;同时承诺&＃xff1a;不做任何影响我们交 谈的事情——包括发出声音。

我身后则坐着一位我搬来的外援&＃xff1a;一位年轻的量子物理学教授。

在少年漫不经心的目光注视下&＃xff0c;我按下了录音笔的开关。

他&＃xff1a;“你怎么没带陈教授来&＃xff1f;”

我&＃xff1a;“陈教授去医院检查身体了&＃xff0c;所以不能来。”

陈教授是一位物理学家——我曾经搬来的救兵&＃xff0c;但是效果并不如我想的好。

他&＃xff1a;“哦&＃xff0c;我说的那些书你看了没&＃xff1f;”

我&＃xff1a;“我时间上没有你充裕&＃xff0c;看的不多&＃xff0c;但是还是认真看了一些。”

他&＃xff1a;“哦……那么&＃xff0c;你是不是能理解我说的四维生物了&＃xff1f;”

我努力在大脑里搜索着我看过的那些物理名词&＃xff1a;“嗯……不完全理解&＃xff0c;第四维是指时间对吧&＃xff1f;”

他&＃xff1a;“对。”看得出他兴致高了点儿。

我&＃xff1a;“我们是生活在长、宽、高&＃xff0c;里面的三维生物&＃xff0c;同时也经历着时间轴在…………”

他不耐烦的打断我&＃xff1a;“三维是长宽高&＃xff1f;三维是长度、温 度、数量&＃xff01;不是长宽高&＃xff01;长度里面包皮括长宽高&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;” 【①】

他说的没错&＃xff0c;我努力让自己的记忆和情绪恢复常态&＃xff0c;我居然会有点儿紧张。他&＃xff1a;“要不你再回去看看书吧&＃xff1f;”他丝毫不客气的打算轰我走。

我&＃xff1a;“其实你知道的&＃xff0c;我并没有那么好的记忆力&＃xff0c;而且我才接触这些&＃xff0c;但是我的确看了。我承认我听某些课的时候睡着了&＃xff0c;但是我还是尽量的听了很多&＃xff0c;还有笔记。”我掏出我做的有关物理学笔记本子放在他面前。

这时候坦诚是最有效的办法&＃xff0c;他情绪缓和了很多。

他&＃xff1a;“好吧&＃xff0c;我知道你很想了解我说的&＃xff0c;所以我不再难为你了&＃xff0c;尽可能的用你能听懂的方式告诉你。”

我&＃xff1a;“谢谢。”

他&＃xff1a;“其实我们都是四维生物&＃xff0c;除了空间外&＃xff0c;在时间线上我们也存在&＃xff0c;只是必须遵从时间流的规律…………这个你听得懂吧&＃xff1f;”

我&＃xff1a;“听得懂……”我身后的量子物理教授小声提醒我&＃xff1a;“就是因果关系。”

他&＃xff1a;“对&＃xff0c;就是因果关系。先要去按下开关&＃xff0c;录音才会开始&＃xff0c;如果没人按&＃xff0c;录音不会开始。

所以说&＃xff0c;我们并不是绝对的四维生物&＃xff0c;我们只能顺着时间流推进&＃xff0c;不能逆反。而它不是。”

我&＃xff1a;“它&＃xff0c;是指你说过的‘绝对四维生物’吗&＃xff1f;”

他&＃xff1a;“嗯&＃xff0c;它是真正存在于四维中的生物&＃xff0c;四维对它来说&＃xff0c;就像我们生活在三维空间一样。

也就是说&＃xff0c;它身体的一部分不是三维结构性的&＃xff0c;是非物质的。”

我&＃xff1a;“这个我不明白。”

他笑了&＃xff1a;“你想象一下&＃xff0c;如果把时间划分成段落的话&＃xff0c;那么在每个时间段人类只能看到的它的一部分&＃xff0c;而不是全部。能理解吗&＃xff1f;”

我目瞪口呆。

量子物理教授&＃xff1a;“你说的是生物学界假设的绝对生物吧&＃xff1f;”

他&＃xff1a;“嗯……应该不完全是&＃xff0c;绝对生物是可以无视任何环境条件生存&＃xff0c;超越了环境界限生存&＃xff0c;但是四维生物的界限比那个大&＃xff0c;可以不考虑因果。”

量子物理教授&＃xff1a;“具有量子力学特性的&＃xff1f;”【②】

他&＃xff1a;“是这样。”

我&＃xff1a;“什么是量子力学&＃xff1f;”这部分的几堂入门课我都是一开始就睡了。

量子物理教授&＃xff1a;“说清这个问题太难了&＃xff0c;很不负责的这么简单说吧&＃xff1a;就是两个互不相关联的粒子单元&＃xff0c;也许远隔万里却能相互作用……我估计你还是没听懂……” 【③】

我隐约记得跟某位量子物理学家谈的时候对方提到过&＃xff0c;但是现在脑子却无比的混乱。我有一种不好的预感&＃xff1a;这次谈话可能会失败。

他接过话头&＃xff1a;“最简单的说法就是&＃xff1a;你在这里&＃xff0c;不需要任何设备和辅助&＃xff0c;操纵家里的一支画笔在画画&＃xff0c;完全按照你的意愿画。或者象在电脑上传文件一样&＃xff0c;把一个三维物体发给远方的别人。”

我&＃xff1a;“那是怎么做到的呢&＃xff1f;”

量子物理教授&＃xff1a;“不知道&＃xff0c;这就是量子力学的特性&＃xff0c;也是全球顶尖量子物理工作室都在研究的问题……你是怎么知道的&＃xff1f;”后面的话是对少年说的。

他&＃xff1a;“四维生物告诉我的&＃xff0c;还有看书看到的。”

我&＃xff1a;“你说的那个四维生物&＃xff0c;在哪儿&＃xff1f;”

他&＃xff1a;“我前面说过了&＃xff0c;它的部分组成由非物质性的&＃xff0c;只能感觉到。”

我&＃xff1a;“你是说&＃xff0c;它找到你跟你说了这些并且告诉你看什么书&＃xff1f;”

他&＃xff1a;“书是我自己找来看的&＃xff0c;因为我不能理解它给我的感觉&＃xff0c;所以我就找那些书看。”

他说的那些书目我见到了&＃xff0c;有些甚至是英文学术杂志。一个高中生&＃xff0c;整天抱着专业词典一点儿一点儿去读&＃xff0c;为了读懂那些专业杂志刊登的专业论文。

我&＃xff1a;“可是你怎么能证实你的感觉是正确的&＃xff0c;或者说你怎么能证明有谁给你感觉了呢&＃xff1f;”他冷冷的看着我&＃xff1a;“不用很远&＃xff0c;只倒退一百多年&＃xff0c;你对一个当时顶尖的物理学家说你拿着一个没一本书大、没一本书厚的东西就可以跟远方的人通话&＃xff0c;而这要靠围着地球转的卫星和你手机里那个跟指甲盖一样大小的卡片&＃xff1b;你可以坐在一个小屏幕前跟千里之外的陌生人交谈&＃xff0c;而且还不需要有任何连接线&＃xff1b;你看地球另一边的球赛只需要你按下电视遥控器。他会怎么想&＃xff1f;他会认为你一定是疯了&＃xff0c;而且很白痴&＃xff0c;因为那超出当时任何学科的范畴了&＃xff0c;列在不可理喻的行列&＃xff0c;对吗&＃xff1f;”

我&＃xff1a;“但你说的是感觉。”

他&＃xff1a;“那只是个词&＃xff0c;发现量子之前没人知道量子该叫什么&＃xff0c;大多叫做能量什么的。你的思维&＃xff0c;还是惯有的物质世界&＃xff0c;那是三维&＃xff01;我要告诉你的是四维&＃xff0c;非得用三维框架来描述&＃xff0c;我觉得我们没办法沟通。”他再次表示我该滚蛋了。

量子物理教授&＃xff1a;“你能告诉我那个四维生物还告诉你什么了吗&＃xff1f;”

“是绝对四维生物。”他不耐烦的纠正。

量子物理教授&＃xff1a;“对&＃xff0c;它还给你什么感觉了&＃xff1f;”

他&＃xff1a;“它对我的看法。”

我&＃xff1a;“是怎么样的呢&＃xff1f;”

他严肃的转向我&＃xff1a;“应该是我们&＃xff0c;对我们的看法。我们对它来说不是现在的样子&＃xff0c;因为它的眼界是跨域了时间&＃xff0c;所以我们在它看来&＃xff0c;都是蠕动的虫子一样的东西。”

我忍不住回头和量子物理教授对看了一眼。

他&＃xff1a;“你可以想象的出来&＃xff0c;跨越时间的看&＃xff0c;我们是一个长长的虫子怪物&＃xff0c;从床 上延伸到大街上&＃xff0c;延伸到学校&＃xff0c;延伸到公司&＃xff0c;延伸到商场&＃xff0c;延伸到好多地方。因为我们的动作在每个时间段都是不同的&＃xff0c;所以跨越时间来看&＃xff0c;我们都是一条条虫子。从某一个时间段开始&＃xff0c;到某一个时间段结束。”

我和量子物理教授都愣愣的听着他说。

他&＃xff1a;“绝对四维生物可以先看到我们死亡&＃xff0c;再看到我们出生&＃xff0c;没有前后因果。其实这个我很早就理解了&＃xff1a;时间不是流逝的&＃xff0c;流逝的是我们。”

他一字一句的说完后&＃xff0c;任凭我们怎么问也不再回答了。

那次谈话还是以失败告终。

不久后少年接受了一次特地为他安排的量子物理考试&＃xff0c;结果是很糟。

不知道为什么&＃xff0c;我听了有些失望。

如果&＃xff0c;他真的是个天才&＃xff0c;那么他也只能是一百年后、甚至更遥远未来的天才。而不属于我们这个时代——我是说时间段落&＃xff1f;

我至今依旧很想知道&＃xff0c;那个所谓的“绝对四维生物”会是什么样子的。它可怕吗&＃xff1f;它恐怖吗&＃xff1f;我可能永远没办法知道了&＃xff0c;即便那是真的。

写到这里的时候&＃xff0c;想起歌德说过的一句话&＃xff1a;真理属于人类&＃xff0c;谬误属于时代。

注1&＃xff1a;物理中的四维是指长度、数量、温 度、时间&＃xff0c;由牛顿总结。长度包皮括&＃xff1a;长、宽、高、容积等&＃xff1b;数量包括&＃xff1a;质量、个数、次数、等等&＃xff1b;温 度包括&＃xff1a;热量、电能、电阻率等。时间是由爱因斯坦在牛顿的基础上补充的&＃xff0c;包括&＃xff1a;比热容、速度、功率等。

注2&＃xff1a;参见《薛定谔的猫–玄奥的量子世界》&＃xff0c;布里吉特•罗特莱因&＃xff08;德&＃xff09;著&＃xff1b;《上帝投骰子吗&＃xff1f;——量子物理史话》&＃xff0c;曹天元著&＃xff1b;《物理之演进》&＃xff0c;爱因斯坦&＃xff0c;英菲尔德合著。注3&＃xff1a;参见《实验性量子电运》&＃xff0c;鲍梅斯特等著&＃xff08;1997 年12 月11 日《自然》杂志575~579页。