全面解讀11維空間,闡述人類對於宇宙空間壁壘的全新認識

2020-11-03 西崑侖Bruce

大家好,我是西崑侖Bruce。

今天我們來聊一聊關於宇宙的多維時空

相信大家都看過不少的科幻小說和電影,對於其中可以隨意穿梭時間、回到過去、改變未來、甚至降維打擊的橋段,都會激動的欲罷不能。為什麼會如此呢?或許是因為對於現實的客觀世界,我們人類什麼也改變不了吧。

強調:由於現在很多科學理論,都還在猜想階段,或者未被實驗和現實證實,因此下面的內容僅作為娛樂交流,不具有權威性。同時由於很多內容由於科學家也無法解釋清楚,所以欠缺嚴謹,講解也全部都是淺顯易懂的白話文。

今天要說的多維時空,或許更是讓很多人無法理解。這裡必須要說明一下,多維時空和多維空間是有所不同的。因為維度既有時間維度,也有空間維度。

維度的意思,在不同的環境有不同的定義,比如在數學中指的是獨立參數的數目,而在物理學和哲學領域內,它指的是獨立時空坐標的數目。

按照之前人們的普遍認識,我們現在就生活在三維空間中,也就是由長寬高組成的空間。

而之前根據愛因斯坦的相對論,其實是有著更高維度的時空存在的,也就是三維空間加上一個時間維度。只不過由於我們無法在坐標軸上再繼續添加時間軸,而時間本身肉眼不可見,所以理解起來比較困難。

廣義相對論和量子力學的"不足"

隨著科技的發展,人們對於宇宙的認識不斷加深,漸漸發現,現有的所有理論,都無法解釋宇宙全部的問題:

廣義相對論,在宏觀領域的確比較成功,可是在微觀環境,它就顯得有些力不從心了,比如解釋不了電磁力等;而物理學另一大分支量子力學,也就是物質量子化,能很好解釋微觀領域的諸多現象,可是對於引力等無法被量子化的現象,卻又解釋不通。

同時關於黑洞、宇宙大爆炸最初始情況等等,即便是二者同時應用,目前來看,解釋也有些牽強。

而這兩大理論不僅不能解釋所有問題,甚至相互之間還存在著矛盾,不能統一。

廣義相對論的理論基礎是確定性、微觀時空的連續性和平滑性,量子力學的基礎是不確定性和認為微觀時空是不斷起伏和漲落的(也叫量子漲落)。

舉一個很簡單的例子,如果把一個皮球用力拍打在桌子上,皮球可以確定會按照一定的路徑彈起來,可是如果是量子粒子,拍打在桌子上,你就會發現彈起的軌道不是100%確定的,甚至有一種限定的可能性,就是粒子會直接穿過桌子到另一邊去。

超弦理論

在這樣的一種大背景下,弦理論(現在經過補充,已經成為了超弦理論)應運而生,它現在被物理學界廣泛關注的很重要原因,就是因為它能夠調和二者之間的矛盾,甚至有成為大一統理論的終極理論的潛力(雖然目前以人們的認知,還是不能完美解釋暗物質、暗能量等)。

弦理論是什麼呢?它認為宇宙中並非是由分子、原子、中子、電子夸克等等粒子構成的,而是由類似於橡皮筋的弦組成的。

從現代超弦理論領軍人物之一、著名理論物理學家布賴恩·格林教授,關於超弦理論的解釋來看,這是一種完全和之前傳統物理理論不同的解釋,它認為宇宙中物質並非一定必須,而是和能量之間可以相互轉化的。

但是目前這個說法僅僅停留在純理論階段,對於這個命題的真偽還無法驗證,主要是兩方面原因:一是弦理論過於複雜,僅僅是數學模型而已,現在還沒有人能夠完全說得清楚;二是由於現在的科技不夠,實驗硬體條件還跟不上。

而如果接納弦理論,就必須對我們現在物理學所描繪的宇宙進行調整,在我們已知的四維空間中增添更多的維度。

根據上世紀90年代理論物理學家愛德華·維頓提出的M理論,至少需要9+1維時空(即9維空間加上時間維度),才能夠搭建起這套理論體系。(根據最新的膜理論,擴充之後的弦理論可能最大到11維空間)

多維時空

接下來就通俗講一下這些高維時空:

零維空間很好理解,就是單純的一個點,沒有長寬高的概念,你只能待在原地;

一維空間就是無數個點,組成一條線,當然這條線未必是直線,你只能前後移動;

二維空間就是無數條線,組成一個平面,你可以前後左右移動;

三維空間就是無數個面,組成一個具有長寬高的立體空間,也就是我們的現實世界,你可以前後左右上下移動;

這裡提一點,根據相對論,三維空間是可以彎曲和摺疊的,因此對於前面不管是曲線還是直線,都是可以把起點和終點摺疊到同一個點的。這就是現在關於時空蟲洞可能存在的理論基礎。

從三維之後,就已經是時空的概念,而非單純的空間了。

四維時空,就是長、寬、高之外,又加了一條時間軸。怎麼理解呢,就相當於把三維空間看成是一個點,那四維就是無數個三維組成的一條線。你可以在時間軸上面任意前後移動,回到過去、穿梭未來等。

那麼我們為什麼感受四維時空這麼困難呢?其實低維就是高維的一個截面而已,我們只擁有此刻時間軸,可是沒有過去和未來的,因此什麼都做不了。就好比螞蟻能夠感知桌子的四條腿在地上的位置,可是它完全無法僅僅通過這四個印記,來想像整個桌子的全貌。

五維時空,就相當於把無數個四維時空當做線來組成一個面,這時候和四維的區別就在於,四維及以下,起點和終點其實都是確定的、唯一的、固定的,也就是滿足因果律。比如每個人的結局早已註定,四維只是讓你能夠可以提前看得到而已。五維就相當於起點相同,但是終點有了無數可能,也就是說,其實有可能同時存在多個你自己,而他們職業、身份可能各不相同。

六維時空,就相當於把五維時空摺疊起來,假設你現在是一名律師,如果你突然覺得無趣,想要成為一名鑑黃師,那麼你只能沿著時間軸回到曾經你選專業的時刻,然後去到另外一個可能。可是在六維,因為可以摺疊,所以你可以直接變到你想要的職業,而且這個時候你擁有的是作為新職業的人生經歷和記憶。

七維時空,按照前面的規律,就是把六維時空當做一個點組成一條線。什麼意思呢?也就是相比於五維時空,起點也發生了變化,過去可以被改變,因果律完全被打破,無數種可能性交織在一起,你能夠在無數個過去和無數個未來隨意穿梭。比如你穿梭時間回到自己10歲的時候,可能和你當年10歲的小時候狀態、家境甚至性別都完全不同了。

八維時空,就是把七維時空當做線來組成一個面。七維時空雖然充斥著無數可能性和不確定性,可是它們的基本規律是一樣的,即使在多個平行宇宙裡面,光速還是30萬公裡每秒,蘋果還是會掉落等等,可是在八維時空裡面,無數個宇宙之間,可能我們已知基本規律根本就不相同了,在某個宇宙裡,光速可能只有100公裡每秒了,蘋果可能不會掉落等等。

九維時空,就相當於八維時空的摺疊,八維時空的無數個宇宙,他們之間沒有辦法直接到達,只能通過先回到宇宙大爆炸的奇點,然後再到達另外的宇宙,可是在九維,就能夠實現哪怕是不同規則的宇宙之間直接相互到達。

其實到了這個維度,基本上已經在物質層面無所不能了,你可以完全不受規則的束縛,隨意穿梭在不同的宇宙,了解不同的可能性,哪怕是宇宙大爆炸到底會不會發生、發生之前或者不發生的所有可能性和產生的所有未來等等,你全部都可以掌握。

十維甚至十一維時空,根據M理論,物質本身並不存在,就相當於沒有物質了,只有感知、記憶、思想的存在,這類似於電影《超體》最後的無實體化。你僅僅依靠意念就可以無所不能甚至無中生有。

研究的意義

當然了,單純的研究多維時空,沒有任何意義,因為這是純理論的科學。現在,不管是相對論、量子力學還是超弦理論,都還只是人類對於宇宙認識的一些嘗試而已,而科學家們進行這樣的不斷探索,更多的是為了人類的未來著想。

正是由於我們身處在這樣一個時空之中,未知的事物過於繁多,才讓我們深感恐懼。

時間真的存在嗎?我們現在所看到的物質世界,是真實的嗎?

想想看剛才所講的多維時空,是不是很類似於人類的思想或者夢境?

只要你閉上眼,在夢中,你就可以任意穿梭不同的時間線,甚至任意穿梭宇宙,完全不受任何規則的約束,完全不佔用任何空間,也完全不需要利用宇宙的任何能量。這不正是十一維時空所揭示的奧秘嗎?

佛教說,百億須彌,百億日月,構成一個三千大千世界,那只是一佛之化土而已。

《易經》中亦說:"天地初始,太極生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦,八卦歸五行"。

我們之所以要研究宇宙,是因為我們生於宇宙。

可是,我們大可不必感嘆人類之渺小、憂慮宇宙的明天和未來。

因為,它帶去的僅僅只是我們的視野,而不是雙腳。

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