想要深入了解事物的本質必須對一些基本假設保持懷疑，並且重新審視那些看似早已有的答案的問題，比如空間是否具有3個以上的維度，對於這樣的問題大多數人的回答都是——沒有。但有的時候重新審視這種問題，你會打開一個全新的思路，而新的認知很可能會大大影響你的生活，空間是某種具有粘性的物質，而不是一個空洞的背景，如果你接受了這一點，那麼現在就請你繫上安全帶，因為接下來的腦洞更像是坐過山車一樣。
在熟悉的三維空間之外，是否存在維度更多的空間呢？是否有某些粒子或者事物可以在這些維度裡運動呢？如果真的有其他維度存在，這些維度又是什麼樣子呢？這些維度可以縮短我們去一個地方的路程嗎？可以讓我們抄近路去拜訪遙遠的天體嗎？這些問題聽起來好像挺荒謬的，但是大自然的真相往往就自帶荒謬感，我們不知道答案是什麼，不過有些很吸引人的理論，認為更高維度的空間是有可能存在的，在正式說維度之前，要先明確的定義一下——維度空間。
維度空間的定義
小說和電影裡的維度，通常是指這樣一個平行的宇宙，它是一個和我們的世界相隔絕的獨立的空間，有一套不同的運行規則，那裡的人可以擁有超能力，還可以通過時空門進入另一個平行世界，這類的故事很有意思，平行世界可能真的存在，但是科學家說的維度並不是這個意思，同一個詞在流行文化中的含義和在科學領域的定義是完全不一樣的，這個其實往往是科學家的錯，當科學家需要給新的想法或者新的發現命名的時候，他們一般會有這麼幾種做法：
第1種做法：創造一個新的詞彙，比如用系外行星這個詞來命名太陽系以外的行星。
第2種做法：使用一些具有相似含義的詞，比如科學家用量子自轉表示粒子的某種物理屬性，但是實際上這些粒子並不是真的在那自轉，只是說這個屬性和自轉運動具有某些相似的數學描述。
第3種做法：借用已有的單詞並且賦予它完全不同的含義，比如科學家在命名上夸克和下夸克的時候，並不是說真的是上夸克在上面，下夸克在下面。
今天說的維度也是這樣的，在科學家的口中維度並不是某一個平行世界，而知道這個真相的你會認為這是在偷換概念，這種認為是錯誤的，因為在幾百年前數學家和物理學家就已經開始使用維度這個詞了，所以偷換概念其實應該是科幻小說家。
在物理學和數學的領域，維度指的是運動的方向
舉例說明：
畫一條直線，那麼沿著這條直線進行的運動，這叫做——一維運動。在一個一維的世界裡所有生物都生活一根無限長的線上，因為不存在其他的運動方向，所以一維的生物永遠不能插隊，或者是彼此交換位置，它們就像是一條項鍊上的珠子，它們前面是誰就永遠是誰，永遠沒法擺脫自己的鄰居，一維的世界，也就是一條線。
再畫一條直線和之前的那條直線互相垂直，也就是手機按鍵5-8.5-2這樣一來沿著第2條直線的運動就完全獨立於沿著第1條直線的運動了。如果兩條直線的角度小於直角，那麼沿著第2條直線的運動也會有一部分是沿著第1條直線的，它們有一定的疊加，在這樣兩條直線決定了平面上的運動，它就是二維的運動，沿一條直線的運動擁有一個維度，而兩條直線所構成的平面上的運動就具有了兩個維度，二維的世界，也就是一個平面。
要獲得第三個維度也很簡單，只需要再畫一條和前兩條直線分別垂直的直線就可以了，第3條直線延伸的方向就是平面的上方和下方。
一維是線，二維是平面，三維是立體這些就是維度的含義，每個維度都代表一個獨立的運動方向，獨立的意思是在某一個方向上的運動和其他方向上的運動是沒有關係的，那麼三個以上的維度可能存在嗎？
前面的三個維度很簡單，它涵蓋了我們熟悉的所有的運動方向，上下、左右還有前後，在三維的世界裡我們再也找不到和這3個方向都垂直的第四個方向了，這樣來看我們的世界肯定是三維的對吧？可是我們的世界為什麼不能有更多的維度？物理學家還無法解釋這一點，要知道在數學裡可以擁有四維空間、七維空間，甚至是5000維空間都沒有問題，如果真的存在更多維的空間，我們真的可以判斷是否存在維度更多的空間嗎？這個問題要認真的想一想，萬一這個世界真的存在其他的維度，而我們卻沒有感覺，那怎麼辦呢？
換句話說，之所以堅信空間只有三個維度，也許只是因為感受不到第四個維度，想像一下，如果你是個生活在二維平面裡的二維物理學家，你像在書上的字和畫一樣被困在紙上，那麼你的感知也會受到二維平面的局限，看不到平面以外的東西，所以你意識不到生活的扁平世界，它是漂浮在一個三維的世界裡，同樣我們生活的這個三維世界也有可能是漂浮在一個更高維的空間裡，說不定四維、五維、六維空間裡的物理學家一直都在觀察我們，嘲笑我們的狹隘就像我們嘲笑那些被圈住的螞蟻一樣，為什麼我們看不到也感受不到其他的維度呢，表面上來看這似乎很奇怪，但是仔細想想，這其實和你感知世界的方式是有關的。人腦是以三維的模式來感知世界的，事實也證明了這樣的確有利於我們在地球上生存，但這並不代表我們可以感知這個世界的一切，相反我們會無視那些和日常生活關係不大的部分，而這部分很可能正是理解宇宙本質的關鍵。
舉例說明：
我們對光線很敏感，因為有了光很容易發現天敵，但是我們感覺不到也注意不到那些圍繞著我們的暗物質，而這些暗物質正是宇宙運行規律的重要線索。
再來舉個例子：
我們感覺不到每秒有1011個中微子穿過每平方釐米的皮膚，如果我們感覺到它們，我們可能會了解很多關於太陽以及粒子相互作用的知識，其實我們每天都沐浴在重要的信息裡，這些信息對於現代物理學家來說是特別特別重要的，但是我們的身體無法直接察覺它們的存在，那是因為對於人類的進化，這類信息的獲得既困難又沒有什麼用，在遠古時代對於我們最重要的事是找到食物並且躲避猛獸，太陽到底是怎麼運行的，對於我們來說真的一點都不重要。
有可能存在3個以上的維度嗎？
答案其實是肯定的，從數學上講這一點都不奇怪，我們感知不到的維度是可能存在的，那是我們完全不熟悉的維度，那麼現在咱們就假設四維空間真的存在，我來幫助你嘗試理解一下四維空間，如果在三維空間的基礎上添加一個維度，那麼在這個新維度上運動會是什麼樣子的呢？我們很難想像三維以外的運動，那為了便於理解，先降低一個維度再去思考。
假設我們實際上就是二維平面上的人，然後我們突然發現自己可以在三維世界裡移動，那就算你是三維世界裡的二維人，你的二維身體仍然只能在三維世界裡的一個二維切片裡思考和感知一切，在通常的情況下這就是你的極限了，不過如果你忽然獲得了在第三個維度裡活動的能力，你就可以出現在三維世界的不同切片裡，你的二維感知系統和二維世界觀意識不到三維中的運動，但是如果不同切片裡的事物看起來不同發生了變化，你會發現自己所處的二維切片變化了，如果你可以打破原有的二維空間概念，發展出三維空間概念，那麼你可以把所有這些二維切片的景象拼接成一個更大的三維世界，那麼接下來我們就能用這個方法來推斷四維空間的情況了。
如果說世界的確有第四維，而你忽然可以在這個第四維度上運動了，那你就能觀察到世界是如何沿著第四個維度發生變化的，在沿著第四維運動的時候，你會發現周圍的三維世界正在發生一些變化，如果你擁有過人的智力和想像力，你就可以將所有的信息在腦內整合成一個思維模型，在某種意義上來說，其實你已經在做這件事了，如果你認為時間是第四維的運動方向，那就更清楚了，你身邊的三維世界會隨著時間的推移而變化，你可以在頭腦裡將不同時刻的三維空間定格圖像，給它縫合到一起形成一個四維的世界，也就是三維空間加一維時間，你無法想像這四個維度作為一個整體是什麼樣子的，但你可以把三維定格的圖像沿著時間線串起來，你可以想像一個人從嬰兒到成年到老年到死去，雖然你在某一個時刻只能看到他一個樣子，但是你可以在想像中腦補一個長長的像是肉蟲子一樣的物體，它在一端特別小長的似一個嬰兒，然後在中間體型比較大，在它的最末端是垂垂老矣的一個老人的樣子，當然了，無論你怎樣發揮想像力，這個物體在你的腦袋中它還是一個三維的樣子，但是可以幫助你理解第四維來建一個模型，但是一旦我們把時間列為第四個維度，就會帶來一些概念上的混淆，因為當我們把時間列為第四個維度，就很難去想像第五個維度了。
如果真的有第四個維度，第四個獨立的運動方向
之前提到過咱們無法駕馭或者感知自己在更高維度中的運動，因為這部分能力無關也無益於我們的生存，即便是這樣，如果它和那三個尋常的維度一樣是一個線性的維度，那我們應該早已經注意到它了，就算我們只能在三維空間裡感知事物，那如果有東西在其他維度上運動，我們也會看到它在三維空間裡反覆出現和消失，這個肯定很容易引起我們的注意，所以我們可以相當肯定的說，在日常的情況下不存在和其他三個空間維度相似的第四個維度，即使其他維度存在，也肯定是以某種隱秘的難以察覺的方式存在。
有這麼一種可能，我們已知的所有的作用力和物質粒子都無法進入這些高維度，也就是說不會有物體在第四維中滑動，也不會有能量擴散到這些維度裡，這類令人費解的維度有可能存在嗎？有可能，但是如果任意的已知粒子都難以進入這些維度，那我們能發現它或者研究它的機會也就微乎其微了。
另外一種可能是只有某些特定的粒子可以進入更高的維度，這些粒子比其他的粒子更稀有更難研究，當然也更難以被發現，最重要的是更高的維度，也可能因為自身的特點而不易發現，那會是什麼樣的特點呢？比如說這些維度可能是彎曲的，可以構成小的圓圈或者圓環，這就意味著在這種維度中的運動不會讓你走得很遠，你剛出發就馬上回到原點，如果說你覺得維度可以彎曲成環狀，這個想法有點過於匪夷所思了，你並不是唯一一個這麼想的人，就連最聰明的物理學家也覺得這似乎難以理解，事實上說不定所有的空間維度都是環狀的，只不過我們所熟悉的三個空間維度這個環非常的大，比觀測可及的宇宙範圍還要大。
假如說這些高維度非常小而且是環狀的，只有少數特定的粒子可以進入，那事情就說得通了，在三維空間中的我們看來，物體在這些小的環形維度中的運動引起的變化並不大，實際上現在的弦理論所持的觀點就是這樣的。
舉例說明：
想像一根香菸，香菸它實際上不是一個一維的物體，而是一個被圈起來的二維平面。如果你在近處看會發現它是一個二維的，但如果你離得非常的遠，或者這根香菸的直徑特別的小，那麼在你的眼裡這根香菸就只是一條一維的直線了。
弦理論認為我們的宇宙除了三維之外還有很多其他的維度，只不過這些維度就像水管一樣被捲曲起來了，而且它們捲曲的非常的小，所以宏觀世界裡我們是觀察不到這些維度的，物理學家之所以認為更高的維度可能存在，他們不只是為了做智力上的遊戲，一個重要的原因是這些高維度的存在有助於揭開一些宇宙的謎底，比如說更高的維度存在可以解釋為什麼引力這麼弱，在4種基本作用力中，引力的強度是非常弱的，它不能和其他三種力相比較，弱核力、強核力還有電磁力之間也有一些強弱的差異，但是引力和它們三個比起來就弱得太多了，物理學家真的不想看到這種不一致性，雖然他們平時總是聚在一起對各種事情爭論不休，但是他們通常都嚮往物理定律的和諧和統一，所以關於引力的眾多疑問之一就是引力這麼弱它意味著什麼，為什麼引力比其他作用力弱的多呢，更多的維度或者可以解釋這個現象，大多數作用力沿著距離的增加會變弱，變弱的速度取決於空間維度的多少，空間的維度越多，被稀釋到其他維度的力也就越多。
舉例說明：
有人在一個party上打開了一盒臭豆腐，那會出現什麼情況呢？那當然了，離臭豆腐越近的人，聞到的臭味就越濃，而在遠離這盒臭豆腐的地方，臭氣的分子會散播到空氣裡並且被稀釋掉。那麼再換一種情況，如果這個打開臭豆腐的人站在一條狹長的走廊中間，那麼走廊裡的每個人都會聞到很濃的臭味，那如果這個人站在幾條走廊的交叉處，那麼臭味會沿著不同的方向擴散各個走廊的裡的人聞到的臭味會少一些，臭氣的稀釋速度取決於新鮮空氣補充的速度，這個交叉的走廊越多新鮮空氣就越多，但稀釋的速度也就比較快。
雖然說沒有味道，但是作用力也有這種特點，如果在我們所處的三個空間維度之外還有兩個空間維度，那麼某個物體對我們的作用力無論是引力還是電磁力，不僅會擴散到我們所在的三個，還會擴散到另外兩個維度裡，因此當我們遠離作用力的源頭的時候，相比只有三個維度的情況，作用力減弱的速度就會更快，需要注意的是這些額外的維度必須是小於1釐米的環形，因為到目前為止，我們還沒有發現它們，只有引力受這些維度影響，也就是說其他作用力擴散不到這些維度。
如果說存在第四維和第五維，它的尺寸不超過1釐米，而且它們都是環形的，只有引力可以擴散到這兩個維度，其他作用力都不行，那會出現什麼情況呢？相距不到1釐米的物體之間的引力會被稀釋到另外兩個維度，於是力的強度隨著距離的拉長會下降的很快，對於大於1釐米的距離這兩個維度就起不到這種稀釋的作用了，這就可以解釋為什麼地心引力如此微弱了，在距離很近的物體之間，引力原本的強度和其他作用力一樣，可是一旦超過了1釐米，大部分引力就會被稀釋到其他的維度裡，剩下的就很弱了，當然說到這還只是一個假想，不要特別當真，這個1釐米也只是為了說明問題，它不是一個嚴謹的科學定義。
尋找維度的方法
引力是否真的像走廊裡打開的那盒臭豆腐一樣，它的臭氣被稀釋了呢？其實我們不敢肯定，更多維度存在的可能以及它對引力的削弱作用，目前還停留在理論的層面。令人驚訝的是其實還有其他辦法尋找其他的維度，有更多維度存在的想法聽起來是不錯的，這可以簡單而直觀的解釋為什麼引力比其他作用力弱很多，這個想法其實很容易檢驗，要做的就是測量一段很短距離間的引力，如果說在非常短的距離下引力很強，那就說明小的環狀緯度存在，因為在很小的尺寸下這個引力還沒有被稀釋，可惜的是要做到這一點並不容易，測量引力聽起來好像挺容易的，比如說稱體重其實就是在測量引力，但是那是因為我們習慣了原距離測量它，當站在體重秤上的時候，測量的是物體和整個地球之間的引力，別忘了物體與地球中有一個體積相當的大，物體的距離是地球的半徑。
測量短距離引力就完全是另外一回事了，如果想測量間距1釐米的兩個物體之間的引力強度，那麼必須使它們的質心相距不超過1釐米，這意味著它們的個頭必須非常的小，這也意味著它們不會有很大的質量，而如果質量太小，引力也會弱的幾乎測不出來。
舉例說明：
兩個相距1釐米的軸承滾珠之間的引力比一粒塵埃在地球上的重量還要小，物理學家有個特性，幾乎不可能的事情內會讓他們更興奮，更重要的是這個實驗有可能證實更多維度空間的存在，所以總會有一些特別聰明的人打開腦洞去設計各種實驗方案，這些實驗很複雜，這裡就不一一細說了，只說結論，在過去的幾年裡，物理學家經過不懈的努力，已經測出了引力在毫米尺度上隨距離變化的情況，他們發現至少在相隔一毫米的時候，引力的強度依然遵循大尺度上的規律，但這並不代表其他維度一定不存在，這個結果只是說明如果這些維度存在，那它們的尺寸是小於1毫米的，物理學家還有一個特點，對於沒有通過實際測量證實或者否認的現象，理論學家會不管三七二十一的隨意開腦洞，反正還沒有經過證實，物理學家可以說這個理論適用的尺度低於目前實驗可以達到的最小尺度，所以說在這件事上唯一可以肯定的是如果存在其他維度，那他們的尺寸必須小於1毫米。
如何探測其他的維度
想像一下你的手機裡有一個微小的粒子，比如說一個電子吧，這個粒子不僅出現在我們熟悉的三維空間裡，它也可能同時在其他維度裡運動，那些維度是環狀的，所以我們熟悉的維度中這個粒子看起來是靜止的，那這個粒子在其他維度中的運動會有什麼影響呢？如果這個粒子在其他維度中也運動，那就意味著它在那些維度中是有動量的，也就是說它有額外的能量，不過這個粒子在我們熟悉的維度裡並不運動，所以額外的能量在我們看起來會體現為額外的質量，這是根據愛因斯坦的理論，質量和能量是密切相關的，換句話說，如果粒子在其他的維度裡運動，那就會發現它比那些沒有在其他維度運動的粒子會更重，這一點也就是利用粒子對撞機探測其他維度的方法。讓粒子相撞，如果發現一個粒子看起來非常像電子，也就是電荷相同，自旋相同，各個方面都相同，但是它又比普通的電子更重，我們就有理由懷疑它是一個在其他維度中運動的電子。事實上，如果真的存在其他維度，我們應該可以找到已知所有粒子的對應版本，它們和原先的粒子唯一的差別就是質量更大。
多維空間理論預測存在一種特定粒子組成的「塔」，這個塔的名字叫卡魯扎-克萊因塔，經常說的那個代表思維空間的克萊因壺也是這個名字，這些粒子可以以一個固定的間隔按照質量的大小進行排列，如果能找到這樣一組可以規則排序的粒子，就可以證明多維空間的存在，在這個塔裡面從輕到重的粒子，質量越輕的它們運動的空間維度就越少，在五維空間中運動的粒子就比在四維空間中運動的粒子更重。
圖解：卡魯扎-克萊因模型
更多的維度存在還意味著什麼
其他的維度即便是那種很小的環狀維度，如果存在還有別的事情會變得特別有意思，按照物理學家所說，引力之所以這麼弱，是因為它的強度被其他的維度稀釋了，也就是說引力原本和其他作用力是一樣大的，它不是一個軟蛋而是一個偽裝成弱者的超級英雄，這就意味著製造黑洞，沒有我們以前想的那麼困難，通常來說需要把大量的質量和能量放到一個很小的空間才能製造出黑洞，但是粒子特別是具有相同電荷的粒子，比如質子它們不喜歡彼此靠得太近，我們需要藉助某個毀滅性的事件，比如說恆星坍縮使足夠多的粒子靠得足夠近才能夠達成形成黑洞所需要的臨界密度。但如果說引力的短距作用力很強，那麼加強版的引力會讓質子形成黑洞的過程很容易發生，甚至說一臺大型的強子對撞機就能做到這一點。
弦理論與維度存在著什麼樣的關係
物理學家一直在試圖以一個統一的自洽的完整的理論模型描述所有的基本作用力，也就是引力弱核力、強核力以及電磁力，無論這個理論是否存在這都是一個崇高的目標，雖然說最終的答案離還很遙遠，但是人類已經獲得了很大的進步，在這個過程裡物理學家提出了一些有趣的候選理論，其中一個最重要的就是——弦理論。弦理論之中宇宙不是由零為點狀粒子構成的，而是由微小的一維的弦構成的，微小的一維的弦它是 10^(-35) 米這樣的尺度，在理論上這些弦能以多種方式振動，每種振動模式就對應著一種粒子，遠距離觀察的時候，這些形狀的結構就不明顯了，人們會覺得這些弦看起來有點像點狀的粒子。這個理論有一個特點，如果在這個理論裡引入更多的維度，數學描述起來會更簡單也更自然。
弦理論也有分支，每一種分支預測的宇宙的尾數各不相同，超弦理論認為宇宙有十維空間，玻色弦理論認為有26維空間，這些多出來的20多個維度都在哪裡呢？和那些試圖解釋引力的強度為什麼這麼弱一樣，弦理論為了和我們的經驗相符增加的這些維度也是自我閉合的環狀維度，而不是那種可以無限延伸的直線維度。
黃媂·總結
了解空間維度的幾何結構，對於理解宇宙來說是非常基礎的環節，在揭開宇宙真相的過程中，會發現世界原來不是我們想像中的樣子，這個過程會帶給我們無與倫比的滿足感，除了讓人們獲得滿足感，尋找其他的維度，還具有一些更實際的意義，或許我們會發現這些維度的存在還有別的用處，比如說它們或許能儲存能量，或者讓我們進入以前無法達到的空間，說不定還有別的神奇的功能，另外找到其他維度，有助於我們了解宇宙是如何運轉的，也就是那95%我們還不理解的宇宙是如何運轉的。
三維空間有什麼特別之處嗎？到目前為止在短距離上測量引力的實驗，並沒有帶給人們預料之外的結果，大型強子對撞機也沒有發現任何黑洞以及任何在其他維度中運動的粒子，換句話說，還沒有任何證據表明弦理論對事件的描述是正確的，或者說引力可以擴散到其他維度裡去，現在我們還是不知道宇宙空間究竟是幾維的，更奇怪的是還有這樣一種，宇宙中的不同區域區域具有不同的維度，也許就拉尼亞凱亞超星系團這小塊空間是三維的，但宇宙其他的地方存在四維或者更高維度的空間。