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人类连四维都没有想明白,为什么就说宇宙是十一维的?

 Daweb_YN 2022-11-05 发布于云南

相对论时空其实就是四维

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    人类生活在三维宇宙的地球二维表面,从大尺度去了解三维空间为主体的宇宙,本来就比较先天不足了,而爱因斯坦还看热闹不嫌事大,从狭义相对论到广义相对论,愣是把脑洞开得划破天际,居然看到了宇宙时空的实质!

    引用一下著名的爱因斯坦传记作家C.P.斯诺的记录:狭义相对论,要是爱因斯坦没有想到,别人也会想到,很可能在5年之内。这是一件在等着要发生的事。但广义相对论则完全不同!没有爱因斯坦的创造,我们今天有可能还在等待那个理论。

    是的,广义相对论将人类对于宇宙的认知提升到了一个新的高度,也很可能是人类能到达的最高处,我们摆脱了绝对的时空观。时间和空间都不是绝对的,它们是可以改变的,不断变化的,甚至还有形状的。一份时间和三份空间结合在一起,形成一份“时空”,这个话可是霍金老爷子说的哦。

    所以,大家莫慌,无论你理不理解,你都已经可以算是四维空间的生物,因为在相对论统治的宇宙中,空间的三维度加上时间维度,合计四维,就是人类目前认知的宇宙的全部。

什么?你还想不明白?那得回去好好重修大学物理。

宇宙的十一维

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    这里我们得提一下物理学的历史,大家才比较能明白十一维的心情。

    牛顿创立现代科学后,由麦克斯韦统一电磁力而封顶,经典物理到达最巅峰,人类目前嘚瑟的资本享受的一切,80%还是来自这两位大神以及小弟们的贡献。

    但20世纪两朵乌云后,经典物理节操碎了一地,相对论和量子力学砸碎了经典物理旧世界,重建了物理学的新秩序。但是大家仍非常迷惘,因为,物理学的最高教义是统一,但相对论管理引力和宇宙,量子力学管理强力、弱力、电磁力以及微观世界,两者却势成水火,各自为政。有识之士都希望能有朝一日,完成物理学的大统一,重现科学的辉煌。

    而超弦理论则是其中一个很有希望的候选者,这里的宇宙十一维,正是出于此处。

    超弦理论假设,标准粒子模型中,我们认为是粒子的夸克和轻子,实际上都是“弦”──振动的能弦,它们在11维中摆动。通过引入额外的维度,超弦理论就使科学家能把量子定律和引力定律相对比较融洽地合在一起,完成物理学梦想中的大统一。

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    弦理论本身数学上非常完美,只要等待大型粒子对撞机撞出它预测的“超对称粒子”,就能封神。可惜人类实验的手段和脚部,扯了这个理论的蛋,目前超大型粒子对撞机撞了十几年,烧钱过百亿美元,仍旧芳踪难寻,目前仍是待求证阶段。

数学的意义

    回到题目的初心,题主对于四维啦,十一维啦,觉得如同陌生路人告诉你逢赌必胜的奥秘一样充满戒心,这个我是非常理解的。

    人类的科学发展到今天,取得了巨大的成就。但是有一个对吃瓜群众很不友好的趋势已经显现出来了,就是在现代的物理和工程方面,几乎整个知识领域和人类的口语语音脱节。描述科学理论的语言,逐步由数学符号独占。一旦谈论起数字、算符,几何分析等大部分人的第一感觉就是脑力超载,接近宕机。

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    不幸的事情其实都非常相似,超弦理论本尊,就是由数学构建,在数理中自洽,跟你的感官和经验没什么联系。十一维,只是数学概念,同学们听了就好,莫要去过度想象,也根本想象不出来的。

结语:

    真要理解这些,我劝各位先从高数中的微积分起步,再来黎曼几何、然后好好钻研一下矩阵,这样回过头来,你才能笑对十一维。

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