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多维空间理论

 Mr郑小帅 2018-12-13
我们通常的空间概念,是指由长、宽、高组成的三维空间。时间本身具有维度的某些特点,例如一条时间轴可以连接无数个3维空间,因此可以认为我们生活在3 1维时空(4维空间)中;但时间与长、宽、高却是有很大的区别的,例如时间单位与长度单位是不一样的,因此这还不算真正意义上的多维空间。由于光子只能在三维空间中传播,人的肉眼无法看到其他可能存在的维度,这就使得对多维空间的探寻非常困难。但是,众多的科学家、物理爱好者和科幻迷还是提出了各种有关于多维空间的理论。[1]
在平行宇宙理论中,由于存在着无数多个3维宇宙,这些宇宙并不能通过长、宽、高或者时间进行相连,只能通过另外一条维度进行连接,因此平行宇宙本身至少就是一个4 1维时空(5维空间)。
在弦理论中,认为各种基本粒子都是由很小很小的线状弦组成的,在众多现象难以用理论解释的情况下,爱德华·维顿提出了11维空间的概念。
有些人认为,进入黑洞就可以见到神秘的多维几何体。
相关现象
如果确实存在多维空间,那么世界上可以存在以下这些现象。[2]
绝对隐身
普通的隐身仅仅是指一个事物不发光、不反光而使得别人无法看见它,但任何人都可以摸到它。绝对隐身下的物体却是既不能被看到,也无法被摸到的。如果把蚂蚁假设为只能在两维的地面上移动的生物,再假想有一只能在三维空间中自由活动的蜻蜓飞在蚂蚁的上方,那么蜻蜓可以看见蚂蚁,蚂蚁却无法看到或摸到蜻蜓,蜻蜓就对蚂蚁实现了绝对隐身。同样的道理,如果一个人能够在多维空间中自由运动,他就可以对那些只能在三维空间中自由移动的人做到绝对隐身。
抄近道
假设某人沿着地面从地球上的南极点步行到地球北极点,显然要走很长的路,但是一个中微子可以直接从南极点经过地壳、地幔、地核穿到北极点,走的路就近了许多,这正是因为它巧妙地运用了第三条维度。根据广义相对论,空间是弯曲的,我们所生活的这个三维空间很可能是一个四维几何体的封闭曲面,直接通过长、宽、高的方向从一个天体到另一个天体有很长的距离,如果能借助第四条维度,那么就节省了一定距离,也就是抄了近道。在量子物理模型中,多维空间中这种很近的通道又被称为虫洞。
多维物体投影
一个圆片穿过一条线,在这条线上的投影会先变长后变短;一个球体穿过一个平面,在这个平面中的投影会由一个点变成一个越来越大的圆,再重新缩小成一个点。在一个四维空间中,一个点为中心,向各个方向延伸相同的距离,可以形成一个密闭的四维几何体,我们不妨把这种四维几何体称为“四维球”;如果有一个“四维球”穿过我们所生活的三维空间,我们可以看到它在这个三维空间中的投影:首先是一个点,随后是越来越大的三维球体,球最后又重新缩小成一个点,直至消失。
标准模型
多维时空标准模型,当今世界流行11维时空的说法。
首先,应先思惟何谓空间,不能被感知的仅停留在概念范畴的应否被定义为空间?
其次,将“多维”这个概念加到“空间”前是否合理?仅停留在空想或数学理论模型中的“多维空间”对人类来说有实证意义吗?可以有“多维”的概念,但“多维”的还是空间吗?
具体维数
熟知维数
0维
0维:没有长宽高,单纯的一个点,如奇点(一个无限小的点)。
一维
一维空间只有长度
二维
二维空间平面世界,只有长度和宽度
三维
三维空间长宽高立体世界我们肉眼亲身感觉到看到的世界 三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间,具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念,是在三维空间基础上所作的科学抽象。
四维
四维空间一个时空的概念 日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维时空。
 

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