二維世界真的存在嗎?
1884年,一位名叫艾勃特(Edwin A.Abbott)的英國牧師寫了一本名標題叫《二維國》(Flatland)的小書。這本書里有很多腦洞很大的想象,比如,關于二維世界的人們的階級問題:
我們的中產階級由等邊三角形組成。 我們的知識界人士是四邊形(我本人便屬于這一階層),紳士則是五邊形。 邊數再多的就是貴族。他們又分為幾個等級,從六邊形起,然后邊數逐漸增加,最高貴的被尊稱為多邊形。最后,當他們的邊數多(而邊長同時縮短)到與圓沒有多少區別時,就進入了圓的行列。圓是神職人員,屬于 最高的社會階層。 我們還有一條自然法則:男孩總能比他父親多生出一條邊來。按此規律, 每一代就會提高一個等級,直至成為貴族。這樣,四邊形的兒子是五邊形,而五邊形的兒子是六邊形,以此類推。那么二維世界的人又是如何識別和感受到其他人的呢?艾勃特在他的書中的想象非常有意思:
存在于二維國的所有物體,包括有生命的和無生命的,不論它們的形狀如何,呈現在我們視野里的都是、或幾乎都是清一色的直線。那么,我們怎樣互相辨認呢?方法有三種。第一種是靠聽覺。我們比你們有更發達的聽覺,所以不僅能靠聲音辨認出熟悉的親朋好友,也能靠它識別對方的所屬階層……第二種方法是靠觸摸……在你們三維世界,有教養的人初次見面時需要“引見一番”。我們這里則是要“引摸一番”。在遠離城市偏僻地區,鄉紳們今天仍采用一種古老的,也是我們二維世界習用的方式相識。他們初次介紹兩個人相識時是這樣說的:“請允許我請求您摸一摸我的朋友某某先生,也請您讓他摸一摸。”不過在城市里,“讓他摸一摸”這一部分如今已被省略掉了,于是這句話便成了“請允許我請求您摸一摸我的朋友某某先生。”當然,活雖是這樣說,“摸一摸”仍是相互間的。而在不愿多費一丁點兒事,也不在乎保護自己語言的純潔性的現代派新潮青年中,這種慣用語句又被進一步縮短,于是便成了:“X先生,請摸Y先生。”之類的話。此時,“摸”已成了專門術語,意為“允許我請求您摸一摸同時也被摸一摸”。……關于《二維國》這本書更詳細的內容,可以參考這個頁面:http://www.matrix67.com/data/flatland.html
然而,盡管艾勃特用充滿想象又不失科學的筆調描繪了二維世界中的生物和社會,這并不表示二維世界中關于生物的想象的確會符合物理規律。事實上,在二維世界,很難有生物存活下來。霍金在《時間簡史》中就曾經討論過這一問題:
如果存在著二維空間,若其中存在著生命,例如二維的動物,為了互相通過,就必須一個爬到另一個之上。如果二維動物吃東西時不能將之完全消化,則它必須將殘渣從吞下食物的同樣通道吐出來,因為如果有一個貫通全身的通道,它就將這生物分割成兩個部分:我們的二維生物就解體了。類似地,在二維生物身上實現任何血液循環都是非常困難的。