多維空間定義 “維”是一種度量，在三維空間坐標(biāo)上，加上時(shí)間，時(shí)空互相聯(lián)系，就構(gòu)成四維時(shí)空?，F(xiàn)在科學(xué)家的理論認(rèn)為整個(gè)宇宙是十一維的，只是人類(lèi)的理解只能理解到3維，打個(gè)比方：一個(gè)智能生物生活在我們周?chē)?，但只能理解二維，那它就處在二維世界了嗎？但在它們周?chē)奈覀儏s分明認(rèn)為是三維，雙方都是智能生物，誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢？

多維空間_多維空間 -標(biāo)準(zhǔn)模型

多維時(shí)空標(biāo)準(zhǔn)模型，當(dāng)今世界流行11維時(shí)空的說(shuō)法。

首先，應(yīng)先思惟何謂空間，不能被感知的僅停留在概念范疇的應(yīng)否被定義為空間？

其次，將“多維”這個(gè)概念加到“空間”前是否合理？?jī)H停留在空想或數(shù)學(xué)理論模型中的“多維空間”對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)有實(shí)證意義嗎？可以有”多維“的概念，但”多維“的還是空間嗎？

多維空間_多維空間 -具體維數(shù)

熟知維數(shù)

0維

0維：沒(méi)有長(zhǎng)寬高，單純的一個(gè)點(diǎn)，如奇點(diǎn)(一個(gè)無(wú)限小的點(diǎn)）。

一維

一維空間只有長(zhǎng)度

二維

二維空間平面世界，只有長(zhǎng)度和寬度

三維

三維空間長(zhǎng)寬高立體世界我們?nèi)庋塾H身感覺(jué)到看到的世界 三維空間是點(diǎn)的位置由三個(gè)坐標(biāo)決定的空間?？陀^存在的現(xiàn)實(shí)空間就是三維空間，具有長(zhǎng)、寬、高三種度量。數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科中引進(jìn)的多維空間概念，是在三維空間基礎(chǔ)上所作的科學(xué)抽象。

四維

四維空間一個(gè)時(shí)空的概念 日常生活所提及的“四維空間”，大多數(shù)都是指阿爾伯特?愛(ài)因斯坦在他的《廣義相對(duì)論》和《狹義相對(duì)論》中提及的“四維時(shí)空”概念。我們的宇宙是由時(shí)間和空間構(gòu)成。時(shí)空的關(guān)系，是在空間的架構(gòu)上比普通三維空間的長(zhǎng)、寬、高三條軸外又加了一條時(shí)間軸，而這條時(shí)間的軸是一條虛數(shù)值的軸。根據(jù)阿爾伯特?愛(ài)因斯坦相對(duì)論所說(shuō)：我們生活中所面對(duì)的三維空間加上時(shí)間構(gòu)成所謂四維空間。

理論維數(shù)

五維

從我們這個(gè)宇宙大爆炸開(kāi)始到某個(gè)可能的結(jié)果，這段時(shí)間上的持續(xù)叫四維，而在這個(gè)四維時(shí)間線(xiàn)上任何一點(diǎn)都有無(wú)限種發(fā)展趨勢(shì)。這樣從四維上的某一點(diǎn)分出無(wú)限多的時(shí)間線(xiàn)，構(gòu)成了五維空間。

六維

五維空間上兩條時(shí)間線(xiàn)如同二維空間（如報(bào)紙上的兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)）不能直接到達(dá)，而把報(bào)紙對(duì)折就可以直接到達(dá)報(bào)紙上的對(duì)角點(diǎn)。在六維空間中正如把二維空間彎曲一樣，五維空間也可以彎曲，產(chǎn)生了六維空間，在六維空間中可以直接到達(dá)五維時(shí)間線(xiàn)上的任意一點(diǎn)。

七維

七維空間包括了從宇宙大爆炸開(kāi)始到宇宙結(jié)束，所有空間維，所有時(shí)間維上的所有可能性，以及在任意兩點(diǎn)直接到達(dá)的可行性。五維空間是某一點(diǎn)產(chǎn)生無(wú)限個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，七維是所有點(diǎn)即無(wú)限點(diǎn)上產(chǎn)生無(wú)限個(gè)時(shí)間線(xiàn)。

八維

在七維空間上已經(jīng)描繪了我們這個(gè)宇宙中從始到終，所有空間維，所有時(shí)間維，八維是什么呢？對(duì)了，還有一個(gè)可供操作的點(diǎn)，那就是大爆炸這個(gè)點(diǎn)，八維空間中包括了從大爆炸處產(chǎn)生的無(wú)限多個(gè)宇宙，這些宇宙中有不同的物理定律，不同的引力常數(shù)，或許有沒(méi)有萬(wàn)有引力、光速是否相同也說(shuō)不定。

九維

九維空間則是八維空間的彎曲，在八維空間中，不能直接在各個(gè)宇宙中到達(dá)不同的兩點(diǎn)，而九維空間中則可以在八維空間中的兩點(diǎn)間直接到達(dá)。

十維

根據(jù)超弦理論，最小粒子不是實(shí)體的物質(zhì)，而是由不同振動(dòng)頻率的超弦形成的物質(zhì)，不同的頻率產(chǎn)生了不同外在表現(xiàn)。在十維空間中，已經(jīng)沒(méi)有物質(zhì)了，只存在不同振動(dòng)頻率的弦。在十維空間中一切皆有可能。

十一維

十一維空間，是由十維空間加上記憶和感知構(gòu)成，愛(ài)因斯坦認(rèn)為記憶是可延伸且具有彈性的，而感知是存在于時(shí)間、空間、記憶之外的。超弦理論的十維空間之后，推出了十一維空間的超膜理論?？傊?，十一維空間是由時(shí)間、空間、記憶與感知構(gòu)成的。

多維空間_多維空間 -存在意義

理解了宇宙的空間有更多維存在，再回過(guò)來(lái)看相對(duì)論與量子理論是如何產(chǎn)生矛盾的，我們就很容易理解了：這兩個(gè)理論在日常的三維空間里是不可能統(tǒng)一的，它們的矛盾是必然的，只有在高維空間里才能得到統(tǒng)一。

為了更好地理解這一點(diǎn)，我們可以舉一個(gè)三維世界和二維世界的例子。我們首先假設(shè)有一些生活在二維平面世界的生命，它們的世界里只有長(zhǎng)和寬，根本無(wú)法理解第三維――“高”這一維。因此，它們對(duì)三維世界的感知只限于三維物體在平面世界的投影，或者三維物體與平面世界的接觸面，試想一想，一個(gè)平面生命怎么能夠通過(guò)投影來(lái)想象三維物體的豐富性和完整性呢？當(dāng)三維物體與平面世界接觸時(shí)，三維物體在平面世界上的零碎片段，比如一張桌子的四根腳柱、人印在地面上的兩雙鞋印，更讓平面生命摸不著頭腦――這些拼不到一起的碎片究竟意味著什么呢？它們不能想象，四片互不相連的印跡怎么會(huì)構(gòu)成一張完整的桌子呢？那斷斷續(xù)續(xù)的鞋印上怎么會(huì)有一雙完整的鞋呢？而且，鞋的上面竟然還有一個(gè)更加完整的人。用二維的眼光來(lái)打量這些碎片，你永遠(yuǎn)不可能將它們拼成一個(gè)整體。

于是有一天，一個(gè)足智多謀的平面生命偶然想出一個(gè)絕妙的主意。它宣布，平面世界之外還有一個(gè)“向上”的第三維，如果順著這些碎片“向上”看，其實(shí)碎片是一個(gè)完整的整體！這真是個(gè)驚人的見(jiàn)解，大多數(shù)平面生命都困惑不解。

相對(duì)論和量子理論的遭遇與這種情況非常相似，在我們的三維空間里，它們就像兩塊互不相干的碎片，永遠(yuǎn)也拼合不到一起。但把空間“向上”抬一抬，把宇宙變?yōu)槭S空間，相對(duì)論和量子理論這兩塊看似互不相干的碎片就會(huì)令人震驚地結(jié)合得天衣無(wú)縫，成為一個(gè)更完整的理論大廈的兩根互相依存的支柱！雖然我們?cè)谌S空間中無(wú)法想象和描述一個(gè)多維的空間，但我們卻能通過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)方程推導(dǎo)出它的存在。

多維空間_多維空間 -產(chǎn)生

在宇宙的極早期，它誕生的10^-43秒內(nèi)，它的直徑僅有10^-33厘米，含有豐富的十維空間，所有的空間維都平等地卷縮在一起。在那樣的空間中，宇宙的能量極高、溫度極高，所有四種力都融為一體，相對(duì)論和量子理論可以歸結(jié)為一個(gè)理論。

但是，這樣高維度、高能量、高溫度的空間是極不穩(wěn)定的，就像脹氣太多的氣球，于是大爆炸發(fā)生了。維度被解散、能量發(fā)散、溫度降低。三維的空間和一維的時(shí)間無(wú)限延伸開(kāi)來(lái)，逐漸形成了我們今天可感知的宇宙；而另外六維的空間則仍然卷縮在普朗克尺度（即10^-33厘米）以?xún)?nèi)。

當(dāng)宇宙處在10^32K這樣極高的溫度（這溫度比我們得到的太陽(yáng)的溫度高10^26倍）時(shí)，引力與其他大統(tǒng)一力分離開(kāi)來(lái)，引力隨著宇宙的膨脹而不斷延伸成長(zhǎng)成力，隨著宇宙進(jìn)一步脹大和冷卻，其它三種力也開(kāi)始破裂，強(qiáng)相互作用力和弱―電力剝離開(kāi)來(lái)。

當(dāng)宇宙產(chǎn)生10^-9秒之后，它的溫度降低到了10^15K，這時(shí)弱―電力破缺為電磁力和弱相互作用力。在這一溫度，所有四種力都已相互分離，宇宙成了由自由夸克、輕子和光子組成的一鍋“湯”。稍后，隨著宇宙進(jìn)一步冷卻，夸克組合成質(zhì)子和中子。它們最終形成原子核。在宇宙產(chǎn)生3分鐘后，穩(wěn)定的原子核開(kāi)始形成。

當(dāng)大爆炸發(fā)生30萬(wàn)年后，最早的原子問(wèn)世。宇宙的溫度降至3000K，氫原子可以形成，其不至于由碰撞而破裂。此時(shí)，宇宙終于變得透明，光可以傳播數(shù)光年而不被吸收。

在大爆炸發(fā)生100至200億年后的今天，宇宙驚人的不對(duì)稱(chēng)，破缺致使四種力彼此間有驚人的差異。原始火星的溫度已被冷卻至3K，這已接近絕對(duì)零度。

這就是宇宙的演變史，隨著宇宙的漸漸冷卻，力將解除相互的糾纏，逐步分離出來(lái)。首先引力破裂出來(lái)，然后強(qiáng)相互作用力，接著弱力，最后只有電磁力保持不破缺。

使用幾何體系是人們使用圖形形象的描述運(yùn)動(dòng)的一種方法。在幾何圖形中，使用獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)稱(chēng)為維數(shù)。描述一個(gè)物體，三維也就夠了，不需要第四維。更不需要多于四維的維度。當(dāng)一個(gè)物體的形態(tài)不隨著時(shí)間變化時(shí)，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)就可以簡(jiǎn)化為二維，一個(gè)空間維，一個(gè)時(shí)間維。如果物體的形態(tài)隨著時(shí)間變化，可以使用第四維vt，但不能使用ct，因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)速度不都是光速不能把所有的物體運(yùn)動(dòng)速度都說(shuō)成光速。在所有幾何體系中，只有歐氏幾何的坐標(biāo)軸是平直的，三維只在坐標(biāo)原點(diǎn)有個(gè)交點(diǎn)，推廣到四維，同樣應(yīng)該是這樣。雖然彎曲的坐標(biāo)軸可以方便的表示物體的運(yùn)動(dòng)，照樣不是可取的。因?yàn)榻Y(jié)果不是唯一的。坐標(biāo)軸是比較基準(zhǔn)的圖上顯示，是不能隨意選取的。

多維空間_多維空間 -空間裂縫

超弦理論還給我們帶來(lái)一個(gè)更加令人震驚的結(jié)果：我們的空間結(jié)構(gòu)居然是離散的，而不是連續(xù)的！在我們的日常經(jīng)驗(yàn)中，空間和時(shí)間總是無(wú)限可分的，但事實(shí)卻大謬不然?？臻g和時(shí)間都有自己的最小值：空間的最小尺度為10^-33厘米，時(shí)間的最小值是10^-43秒。因?yàn)楫?dāng)空間小到10^-33厘米后，時(shí)間和空間就會(huì)融為一體，空間維度就會(huì)高達(dá)十維，在這樣的情況下，即使空間還能分割，那也是我們現(xiàn)在所不能了解的了。

事實(shí)上，量子理論就是關(guān)于“離散的量”理論，“量子”一詞的含意就是“一個(gè)量”或“一個(gè)離散的量”。早在1900年，量子理論剛誕生時(shí)，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)，在微小的粒子世界，能量是一份一份發(fā)出的，而不是連續(xù)發(fā)出的。就像人民幣的最小單位是“分”，乒乓球只能一個(gè)一個(gè)地買(mǎi)，而不能半個(gè)半個(gè)地買(mǎi)，這些都是日常生活中關(guān)于事物不可無(wú)限分割的例子。

雖然當(dāng)時(shí)科學(xué)家已經(jīng)知道了粒子能量的不連續(xù)性，但他們卻不知道為何有這種不連續(xù)性，只是被迫接受而已。但我們都知道了，這與空間的不連續(xù)性密切相關(guān)。正是由于空間有最小的、不可分割的單位，才會(huì)影響到基本粒子的能量發(fā)射方式。

所以，我們基于時(shí)間和空間是連續(xù)的舊理論必須被拋棄，在普朗克尺度下，弦是一段一段的，開(kāi)弦就是一段線(xiàn)，閉弦就是一個(gè)圓圈，每一個(gè)弦片攜帶的都是一份一份的動(dòng)量和能量。

空間具有一個(gè)最小的、不可分割的值，這個(gè)不可思議的現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致什么樣的結(jié)果呢？我們很容易想到：我們宏觀的空間結(jié)構(gòu)是由一份份最小的空間包組合起來(lái)，在這一份份的空間包中間，極有可能存在著我們無(wú)法探測(cè)的空間裂縫！所謂“蟲(chóng)洞理論”中在空間中鑿開(kāi)一個(gè)洞口的設(shè)想，從理論上來(lái)說(shuō)真的是可行的，這就是尋找相鄰空間包之間的裂縫，然后用難以想象的高能量轟開(kāi)這個(gè)裂縫，一個(gè)蟲(chóng)洞就出現(xiàn)了！可以說(shuō)，小小的十維空間包以及它們之間的裂縫存在于我們空間的每一個(gè)角落，只要我們有足夠的能量，我們可以在任何地方鑿開(kāi)一個(gè)蟲(chóng)洞。

大統(tǒng)一宇宙理論

今天，我們深深知道，浩瀚宇宙中所有紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象都可以追溯到同一個(gè)源頭，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的大大小小的規(guī)律最終都可以被一個(gè)根本的規(guī)律所囊括。為了理解這一點(diǎn)，我們以地球生命的發(fā)展為例：我們?nèi)祟?lèi)不同的人種都可以追溯到同一個(gè)起源，而人、猩猩、猿猴又可以追溯到同一個(gè)祖先，以此類(lèi)推，所有的哺乳動(dòng)物都擁有相同的祖先，所有的動(dòng)植物也都擁有相同的祖先，最后，所有的生命都起源于同一個(gè)細(xì)胞――生命只有一個(gè)源頭。

宇宙中所有星系的起源也同樣能夠追溯到同一個(gè)源頭，太陽(yáng)系中的星體都起源于同一個(gè)星云，所有的星云都起源于相同的分子，所有的分子都由那幾百種基本粒子演變而來(lái)。這樣，順著時(shí)間之流一直向上溯源，我們終于來(lái)到了大爆炸開(kāi)始的時(shí)刻，在這里，空間、時(shí)間和物質(zhì)都是融為一體的，一切都?xì)w結(jié)為一點(diǎn)。

宇宙從同一點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過(guò)了100多億年的漫長(zhǎng)歲月，進(jìn)化出一個(gè)復(fù)雜多變的世界，但不管這個(gè)世界是如何千變?nèi)f化，在所有現(xiàn)象的背后，都有一個(gè)最根本的規(guī)律在運(yùn)行，這就是宇宙起點(diǎn)時(shí)的源頭規(guī)律。這個(gè)規(guī)律就是一個(gè)包羅萬(wàn)象的規(guī)律――所謂“萬(wàn)物至理”即是如此。

這個(gè)“萬(wàn)物至理”的理論就是超弦理論，它建構(gòu)了宇宙開(kāi)始時(shí)刻的十維空間圖象，隨著十維空間的崩裂，超弦理論也分裂成兩個(gè)理論――相對(duì)論和量子理論，此后，隨著物質(zhì)豐富性的增加，它們又分裂成更多的理論。今天，我們不斷向上回溯，終于描繪出了宇宙大統(tǒng)一的圖景――一個(gè)極具神秘色彩的十維宇宙。

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