什么是四次元空間？

【專家解說】：在日常生活中，我們會遇到各種各樣的物質(zhì)．根據(jù)它們的狀態(tài)，可以分為三大類，即固體、液體和氣體．例如鋼鐵是固體，水是液體，而氧氣是氣體．任何一種物質(zhì)，在一定條件下都能在這三種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變．以水為例，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)溫度降到0℃以下時(shí)，水開始變成冰．而當(dāng)溫度升到100℃時(shí)，水就會沸騰而變成水蒸汽． 如果溫度不斷升高，氣體又會怎樣變化呢？科學(xué)家告訴我們，這時(shí)構(gòu)成分子的原子發(fā)生分裂，形成為獨(dú)立的原子，如氮分子（N2）會分裂成兩個(gè)氮原子（N），我們稱這種過程為氣體分子的離解．如果再進(jìn)一步升高溫度，原子中的電子就會從原子中剝離出來，成為帶正電荷的原子核（稱為離子）和帶負(fù)電荷的電子，這個(gè)過程稱為原子的電離．當(dāng)這種電離過程頻繁發(fā)生，使電子和離子的濃度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，物質(zhì)的狀態(tài)也就起了根本的變化，它的性質(zhì)也變得與氣體完全不同．為區(qū)別于固體、液體和氣體這三種狀態(tài)，我們稱物質(zhì)的這種狀態(tài)為物質(zhì)的第四態(tài)，又起名叫等離子體． 在茫茫無際的宇宙空間里，等離子態(tài)是一種普遍存在的狀態(tài)。宇宙中大部分發(fā)光的星球內(nèi)部溫度和壓力都很高，這些星球內(nèi)部的物質(zhì)差不多都處于等離子態(tài)。只有那些昏暗的行星和分散的星際物質(zhì)里才可以找到固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的物質(zhì)。 就在我們周圍，也經(jīng)?？吹降入x子態(tài)的物質(zhì)。在日光燈和霓虹燈的燈管里，在眩目的白熾電弧里，都能找到它的蹤跡。另外，在地球周圍的電離層里，在美麗的極光、大氣中的閃光放電和流星的尾巴里，也能找到奇妙的等離子態(tài)。 等離子體有什么用處呢？噢！它的用途非常廣泛．從我們的日常生活到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、軍事、宇航、能源、天體等方面，它都有非常重要的應(yīng)用價(jià)值． 一個(gè)重要的研究是高溫等離子體和受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)：如果用物質(zhì)中最輕的元素，如氫的同位素氘，形成一個(gè)攝氏幾千萬度的高溫等離子體，那么，這些原子核會發(fā)生核反應(yīng)．結(jié)果會放出巨大的能量，科學(xué)家稱它為熱核聚變反應(yīng)．氫彈就是這樣一個(gè)爆炸性的熱核聚變反應(yīng)．但人類希望有一個(gè)慢慢放出能量并可以發(fā)電的熱核聚變反應(yīng)，建造一個(gè)“人造小太陽”，然而，這個(gè)目標(biāo)至今尚未實(shí)現(xiàn)． 另一個(gè)重要應(yīng)用是一些特殊的化學(xué)元素形成一個(gè)攝氏幾萬度的低溫等離子體，這時(shí)，物質(zhì)間會發(fā)生特殊的化學(xué)反應(yīng)，因此可用來研制新的材料．如在鉆頭等工具上涂上一層薄薄的鈦來提高工具的強(qiáng)度、制造太陽能電池、在飛機(jī)的表面上涂一層專門吸收雷達(dá)波的材料可躲避雷達(dá)的跟蹤（即隱形飛機(jī)）……這些被稱為等離子體薄膜技術(shù)． 另外，還可用等離子體脫掉煙塵中的硫、用等離子體照射種子來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、研制大屏幕的等離子體電視機(jī)、研制等離子體火箭發(fā)動機(jī)到火星等遙遠(yuǎn)的宇宙去旅行……等離子體的應(yīng)用真是舉不勝舉。 所謂等離子彩電PDP（P la sm a D isp lay Pan e l）是在兩張薄玻璃板之間充填混合氣體，施加電壓使之產(chǎn)生離子氣體，然后使等離子氣體放電，與基板中的熒光體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生彩色影像。等離子彩電又稱“壁掛式電視”，不受磁力和磁場影響，具有機(jī)身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮艷、畫面清晰、亮度高、失真度小、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。 等離子（簡稱PDP）是采用近幾年來高速發(fā)展的等離子平面屏幕技術(shù)的新—代顯示設(shè)備，目前市場上銷售的產(chǎn)品有兩種類型，一種是等離子顯示屏，另一種是等離子電視，兩者在本質(zhì)上沒有太大的區(qū)別，唯一的區(qū)別是有沒有內(nèi)置電視接收調(diào)諧器。 由于PDP發(fā)展初期主要是針對商業(yè)展示用途，所以當(dāng)前仍有很多PDP都沒有內(nèi)置電視接收調(diào)諧器，也就是說，不能直接接收電視信號。因此如果選擇的是這種產(chǎn)品，那么只能通過衛(wèi)星解碼器或錄像機(jī)等其它設(shè)備來兼作電視訊號調(diào)諧接收器，也可另購—個(gè)電視接收器?，F(xiàn)在等離子已經(jīng)開始面對家庭用戶設(shè)計(jì)生產(chǎn)，目前生產(chǎn)的部分等離子開始內(nèi)置電視接收器，這些機(jī)型預(yù)先就設(shè)有RF射頻連接端子，可以直接播放電視節(jié)目。 大部分國產(chǎn)的PDP都是內(nèi)置電視接收器，如海信、上廣電SVA和TCL的多款產(chǎn)品。而國外的廠家，有些產(chǎn)品采用外置電視接收器，也有部分產(chǎn)品采用內(nèi)置電視接收器。一般把外置電視接收器的PDP稱為等離子顯示屏，把內(nèi)置電視接收器的PDP稱為等離子電視，選購時(shí)應(yīng)問清楚是否帶電視接收功能。 所謂等離子體，就電氣技術(shù)而言，它指的是一種擁有離子、電子和核心粒子的不帶電的離子化物質(zhì)。等離子體包括有，幾乎相同數(shù)量的自由電子和陽極電子。在一個(gè)等離子中，其中的粒子已從核心粒子中分離了出來。因此，當(dāng)一個(gè)等離子包括大量的離子和電子，從而是電的最佳導(dǎo)體，而且它會受到磁場的影響，當(dāng)溫度高時(shí)，電子便會從核心粒子中分離出來了。 近幾年來等離子平面屏幕技術(shù)支持下的PDP 真可謂是如日中天，它是未來真正平面電視的最佳候選者。其實(shí)等離子顯示技術(shù)并非近年才有的新技術(shù)，早在1964年美國伊利諾斯大學(xué)就成功研制出了等離子顯示平板，但那時(shí)等離子顯示器為單色?，F(xiàn)在等離子平面屏幕技術(shù)為最新技術(shù)，而且它是高質(zhì)圖象和大純平屏幕的最佳選擇。大純平屏幕可以在任何環(huán)境下看電視，等離子面板擁有一系列象素，同時(shí)這些象素又包含有三種次級象素，它們分別呈紅、綠色、藍(lán)色。在等離子狀態(tài)下的氣體能與每個(gè)次象素里的磷光體反應(yīng)，從而能產(chǎn)生紅、綠或藍(lán)色。這種磷光體與用在陰極射線管(CRT)裝置(如電視機(jī)和普通電腦顯示器) 中的磷光體是一樣的，你可以由此而得到你所期望的豐富有動態(tài)的顏色，每種由一個(gè)先進(jìn)的電子元件控制的次象素能產(chǎn)生16億種不同的顏色，所有的這些意味著你能在約不到6英寸厚的顯示屏上更容易看到最佳畫面。 對四維空間，一般人可能只是認(rèn)為在長、寬、高的軸上，再加上一根時(shí)間軸，但對于其具體情況，大部分的人仍知之甚少。 有一位專家曾打過一個(gè)比方：讓我們先假設(shè)一些生活在二維空間的扁片人，他們只有平面概念。假如要將一個(gè)二維扁片人關(guān)起來，只消用線在他四周畫一個(gè)圈即可，這樣一來，在二維空間的范圍內(nèi)，他無論如何也走不出這個(gè)圈。 現(xiàn)在我們這些生活在三維空間的人對其進(jìn)行“干涉”。我們只需從第三個(gè)方向（即從表示高度的那跟軸的方向），將二維人從圈中取出，再放回二維空間的其他地方即可。 在我們看來，這是一件簡單的事，但在二維扁片人的眼里，卻無疑是不可思議的：一個(gè)人明明被關(guān)在圈內(nèi)，怎么會忽然消失不見，然后就出現(xiàn)在另一個(gè)地方！ 對我們這些三維人而言，四維空間的情況就與上述解釋十分類似。如果我們能克服四維空間，那么，在瞬間跨越三維空間的距離也不是不可能。 下面再做一個(gè)試驗(yàn)：將一些橡皮繩按經(jīng)緯線的樣式編成一張網(wǎng)，將之張平，我們可以將之近似看做是二維平面，然后將一個(gè)小球放在網(wǎng)上，橡皮網(wǎng)在小球的重力作用下凹陷，這就形成了三維空間。 但從空間的內(nèi)部去觀察這個(gè)空間，卻往往是看不清的，那些二維扁片人并未必意識到他們所生活的空間已經(jīng)發(fā)生了扭曲。當(dāng)他們從平面來到這個(gè)凹陷處，并且這個(gè)凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度時(shí)，二維扁片人也可能自由來往于三維空間。 這個(gè)引起空間扭曲的小球在我們?nèi)S世界的例子就是黑洞。黑洞事實(shí)上是存在于四維空間的一種現(xiàn)象，或者說，黑洞是連接三維世界與四維空間的通道（當(dāng)然在下絕不是說“如果誰要去四維空間，就請往黑洞走”，那樣只會“死無全尸”而已^O^）。我們有可能通過對黑洞的深入研究，找到克服四維空間的辦法，那樣的話，瓦普跳躍飛行就不再是夢想了。 現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)，黑洞的存在確實(shí)會令周圍的空間極度扭曲。根據(jù)廣義相對論，光線在正常的空間里以直線傳播，但當(dāng)空間扭曲時(shí)，光線會隨著空間扭曲的方向而扭曲。如果能給一束射進(jìn)黑洞的光線拍照的話，我們就會發(fā)現(xiàn)，光線呈螺旋形指向黑洞中心，因?yàn)楹诙吹木薮筚|(zhì)量已使周圍的空間扭曲得不成形了。 但事實(shí)上，這樣的照片是拍不出來的。因?yàn)楹诙催B光線也吸收，我們根本無法通過肉眼看見它，又如何能拍下照片（當(dāng)然在下指的是普通光學(xué)照片，如果是射電天文望遠(yuǎn)鏡，說不定能拍到這奇異的場景）？