多維空間存在嗎?如果間存在,裡面都有什麼?

2021-01-13 科學塢

很少有關於物理學的問題能夠像多維空間這個話題那樣引起人們的好奇之心,然而看到這個問題,作為一個物理專業的畢業生,深愛物理學的科學領域優質作者,卻有一縷無力感慢慢浸潤全身,讓我感覺從頭到腳的冰冷。

其實完全沒有什麼四維、五維甚至是更高緯度的空間,所有這樣的提法都未經實驗證實。所謂高維空間,不過是一種數學遊戲罷了。不客氣地說,如果物理學按照這樣的道路走下去,必然是一條不歸路,物理學的大廈將會崩塌。對於高維空間的爭論,是物理學的悲哀,是科學的衰落。

一、多維空間的提法是怎麼來的?

與愛因斯坦在廣義相對論中,基於三維空間和一維時間之間的關係,提出的四維時空概念不同,高維空間的概念來自弦理論。在超弦的設定中,宇宙是一個11維時空,我們只能感受到三維空間與一維時間,另外7個空間維度不見了,超弦給出的解釋是被緊化了,空間就像一張膜,緊化就是將其捲起來了, 卷到了極小不能被看到的尺度。

一共有10^500種緊化方式,每一種都對應一個宇宙,我們的宇宙只是其中的一個,這就是多重宇宙的由來。有誰能想像10^500這個數字有多大?1後面排500個0,什麼億啊兆啊都是毛毛雨,我們的宇宙原子總數也就10^80個,相比隱藏的宇宙數量,連九牛一毛都不如。

二、緣起「歐拉β函數」

1968年,那一年,有兩位年輕的理論物理學家——加布裡埃爾·韋內齊亞諾和鈴木真彥,他們都在位於瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心工作。尋找可以描述強相互作用粒子的相互作用的數學函數,他們各自獨立地翻閱數學書籍。

偶然中,他們發現了18世紀的數學家萊昂哈德·歐拉寫下的「歐拉β函數」。他們驚訝地發現,這個函數幾乎可以全部滿足描述基本粒子強相互作用所要求的的所有屬性。

到了1970年,芝加哥大學的南部一郎和日本大學的鐵雄宮彤發現,韋內齊亞諾-鈴木模型的奇妙性質的背後是振動的「弦」,而弦的振動可以解釋量子力學中所有的基本粒子。到這裡,弦理論的雛形基本就出現了。

三、一個不能被實驗驗證的理論,只能淪為數學的遊戲

縱觀歷史上除了弦理論以外,所有能夠寫進教科書的物理學理論無不經歷了這樣一個過程:歸納總結客觀現象(自然現象和實驗觀測)、邏輯推理、理論預言及實驗驗證。然而,弦理論的最大問題是無法獲得實驗驗證,而實驗才是物理學以及所有科學揚名立腕的關鍵所在。

一個不能實驗驗證的理論,永遠只能淪為一個假說。作為一個數學遊戲,這當然是無可厚非的,但為此就真的以為,弦理論所描述的那些空間真的就存在了,無異於皇帝的新裝,我看不到額外維與多重宇宙,那是不夠聰明。

四、結束語

就寫到這裡吧,不想再對玄之又玄的弦理論更多地說什麼了,一個超然物外,無法證實,也無法證偽的理論,一個跟我們的日常生活異常遙遠的理論,一個無法觸摸的多維空間,並沒有什麼實際意義。

我熱愛物理學,並不是因為它玄乎,或者能帶來什麼快感,我更願意把我有限的生命投入到凝聚態物理當中,因為它可以給我們帶來各種現代生活的應用,比如半導體、電腦、手機、網際網路、硬碟等等。

當今全球有超過三分之二的GDP來自量子力學的貢獻,更準確的說法應該是來自固體物理,加入液相後固體物理升級為凝聚態物理。

無論如何,事實決定認知,才是科學。不知道讀完本文的小夥伴們,你們怎麼看呢?

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  • 多維空間真的存在嗎?
    隨著科幻小說的泛濫,多維空間以科學的面目出現了,並以科學的高大上,頂尖前沿自居。多維空間真的存在嗎?科學抽象是為方便理論研究服務的,如果用具體的物質存在去研究抽象的數學,反而十分繁瑣,根本無法進行。相反,把物質存在當作抽象的思維現象,也會造成混亂。一些人的多維空間不過是立體幾何的放大圖形,並不是真的多維空間。
  • 多維空間存在嗎?它們是什麼樣子?
    所謂多維空間應該是指超過三維的空間,目前我們觀測到的時空是長、寬、高組成的。三維空間加上時間維度組成的空間叫閔可夫斯基空間,並不是真正的多維空間。圖:從一維到六維如何理解多維空間呢?我們不妨從二維空間說起,如果二維空間的生物要將寶物放入保險柜裡,只需要把寶物放入一個四面封閉的平面內(方框)。
  • 為何有人不認為多維空間存在,有人卻在尋找四維空間的存在!
    利用 B站上粒子碰撞視頻,他給我們帶來了關於多維空間存在性的討論。四基力的起源是推測,它藉助一臺巨大的對撞機,試圖尋找「攜帶四基力的各種粒子」。質子對撞機是在高能量同步加速器上開發的大型粒子對撞機。與此同時,粒子對撞也是一種天然的粒子「機制」,人們對「粒子對撞機制」的成因以及「超對稱」超維度的存在進行了探索,以開發新的物質。視頻中研究了四種基本力,可以試著從微粒內部入手,看裡面到底是什麼東西,是什麼導致了基本力,通過對撞機撞擊微粒,觀察其中碰撞的結果。突然間,我想起來了,四個基本力真的肯定是一個粒子的特性嗎?是否有其他因素會導致基本力的產生?
  • 多維空間存在嗎?它們是什麼樣子?
    三維空間加上時間維度組成的空間叫閔可夫斯基空間,並不是真正的多維空間。 我們不妨從二維空間說起,如果二維空間的生物要將寶物放入保險柜裡,只需要把寶物放入一個四面封閉的平面內(方框)。但作為三維空間的人類可以輕鬆的從第三維進入這個方框,拿走寶物。四維空間的生物也可以從更高緯度進入人類的保險柜裡拿走寶物。
  • 不止一個,科學家發現新「宇宙牆」,後面是什麼?多維空間存在?
    但是在銀河系的亮光擋住了它背後的大部分東西,所以我們很難發現,只能採取其他方式來進行識別,而對於這些「宇宙強」後面到底有什麼,科學家們暫時也不清楚。 我們都知道,站在愛因斯坦提出的理論基礎之上,他就指出了多維空間理論基礎,意思就是由4條或者更多條維度組成的空間,但是對於宇宙來說,是否存在多維空間的實際性我們並不清楚,因為這個理論有點玄乎。如今我們發現的「南極牆」確實有存在「多層」空間的模式,但是這並沒有與我們的整個宇宙進行隔開,所以是不是宇宙真的存在「多維空間」模式,還沒法確認。
  • 真的存在平行宇宙和多維空間嗎?
    其實科學一直都是在質疑中成長,科學從來沒有禁止質疑,或者說不應該質疑。所有的科學理論都是階段性的成果,都是在特定件下與客觀現實相符合的邏輯推理和驗證。所以,一個理論被推翻的科學準則就是,發現了理論所不能描述的客觀現實。對於三維空間來說,雖然沒有一個理論明確指出空間就只能是三維的,但是三維空間,是一個客觀存在的現實。
  • 黑洞裡面是什麼? 有沒有白洞存在呢?
    每一個宇宙生滅存在的意義,都是為了最終的證道,為了證明法身的存在性。用三維宇宙與多維宇宙的交疊面來形容黑洞更適合一些。這就是為什麼糾纏態粒子可以「超光速」通訊的本質,表面上,在三維空間內超光速,但是在多維領域的內在,沒有距離概念,又何為速度?也不花費時間。
  • 如果四維空間真實存在,裡面的生物將會有預見未來的能力
    那麼,如果有人誤入了四維空間,真的會成為神嗎?四維空間在數學中真實情況存在,被用於解析數學分析模型,但物理學上的高維空間從未被證實。我們現在都存在於一個三維空間裡,也就是長寬高,那麼四維空間問題是什麼呢?
  • 科學無法解釋的失蹤案,與多維空間有關,宇宙可能存在神秘通道
    很多科學家猜想,這些輪船或許並沒有離奇失蹤,它們很有可能進入到了多維空間裡面,至於進入多維空間的原因,很有可能是因為地球上存在著一處神秘通道除此之外愛因斯坦認為宇宙中很有可能存在著蟲洞,它可以連接兩個時空。因此那些離奇失蹤的人會不會是恰好碰到了所謂的蟲洞,然後進入了多維空間裡面呢?
  • 多維宇宙和多元宇宙,人類能進入四維空間嗎?
    什麼是四維空間?    讓我們看一個例子,它似乎更容易理解。什麼是二維空間?簡而言之,就是我們看到的卡通,我們在作品中創造的世界,二維空間說白了就是一個「平面」。如果我們想控制二維空間或者創造二維空間,我們只需要在紙上作畫。
  • 四維空間真的存在嗎?如果有,怎麼樣才能進出那個空間?
    地球地球上事實有人的,只是,太遠了看不見。水裡面,事實上有很多微生物,只是我們的視網膜達不到如此精細的觀察能力。四維空間,那是「神靈」的所在,那是另一個世界。人們在辯論四維空間是否存在,就像早期的人類在辯論水裡是否有生物存在。神靈,只是我們對於不可知的領域產生的一種天生的敬畏。我們無法看到四維,就像你腳上的一隻螞蟻看不到你。它感覺你的腿也許是一棵大樹,或者,是一片有溫度的土地。四維在哪裡?它就貼著你,無處不在。
  • 多維空間有何不同?全面分析所有空間維度,大家一起研究多維空間
    多維空間在現在科學論著裡面經常的出現,可是這些科學理論經常讓人一頭霧水,根本該不清楚究竟是怎麼回事。複雜的理論對於科學來說意義重大,可是對於我們這些科學愛好者來說有些難度,所以美女小倩給大家具體的解釋一下,希望朋友們能夠加我粉絲一起探討,由於美女小倩的知識有限,有些不對的地方,大家可以批評指正。
  • 大家相信高維空間的存在嗎?
    目前為止,多維空間僅是我們的理論推測,真實存在性還沒有得到證實。如果說多維空間真的存在,我們人類也是感知不到的。因為低維度空間中的生物感知不到高緯度空間的事物,而且不但感知不到,可能連想像都無法想像到。
  • 四維空間存在嗎?如果存在有什麼生物?
    據說烏賊的眼睛中存在著一種很特別的晶體蛋白,這種神秘的物質能夠幫助烏賊矯正眼睛中的圖像,能夠分析出很模糊的。 四維空間究竟存不存在,科學家早已做了很多的研究。霍金的作品中有涉及到四維空間的理論。
  • 一句話概述多維空間,分析多維空間生命形式
    九維、多元宇宙、永生空間、無時間概念。十維、無數宇宙和無數個平行宇宙。十一維、擁有無數宇宙和平行宇宙的總和。但是多維空間只是一種科學設想,並沒有實際的證據證明他的存在。可是如果多維空間的確存在,現在的人類也沒有能力前往更高的維度空間。比如人如果想要從現在的世界穿越到四維世界,就必須打破光速。
  • 宇宙存在盡頭嗎?如果抵達宇宙邊緣會看到什麼?
    那麼,地球存在浩瀚的宇宙之中,如果我們未來科技足夠發達,當我們從地球出發,一路前行,在未來的某一天裡,人類成功抵達了宇宙的邊緣,我們又會看到什麼呢?想要回答這個問題,需要先看另一個問題:宇宙是否存在盡頭?
  • 我們都生活在無窮多維空間裡,並不存在絕對現實時空
    ,姑且把它們統統劃歸為「外存在」,其空間區域即為外存在區域,簡稱「外空區域」,該區域一定包括既像物質空間,又像精神空間的區域,其空間體積既像狹義理想現實世界中的物體體積,如太陽體積,又像精神數學所描述的精神體積,簡稱精神現實體積。
  • 四維空間真的存在?宇宙中存在「南極牆」,人類進入會怎樣?
    宇宙的邊界一直是科學家研究的課題,隨著人類對宇宙的探索深入,越來越多的科學家認為地球是三維空間,在我們探測不到的地方或許就是四維空間,他們擁有著高度發達的文明。如果人類進入四維空間會成為掌控者,實現永生。這是真的嗎?
  • 科學家新發現:大腦中存在多維宇宙,或是打開宇宙十維空間的鑰匙
    當然這一切都是在研究宇宙的過程中人們提出的一種概念,大多數人對多維宇宙這個詞彙都不會陌生,指的就是空間概念的長寬高,愛因斯坦曾經提出過四維宇宙,用四維概念來闡述宇宙中的各種事物,並且他也覺得這樣更精確一些,然而指的就是三維空間加上一維時間,如果以此來進行推論的話,只需要再增加5維數就能夠更清晰精細的描述宇宙事物。
  • 多維空間力與大統一理論
    我認為弦理論等走到了多維空間這裡就卡住了,一定需要將多維空間理論認識清楚。那到底什麼是四維空間、多維空間呢?通過四維超體的觀察和認識,我知道了:四維超體並非真正的四維模型,只算是一個過渡性的模型吧。四維超體有一個地方能對我們認識四維空間有用,那就是第四維度與三維空間的垂直類似於由內而外的感覺。也正是這樣由內而外的感覺我慢慢領會了第四維垂直三維的真諦。從第四維度開始任何維度垂直於三維空間之後,維度的長度單位再也不是三維空間長度單位了。也就是說除了三維空間中的線段是一個單位,其他維度空間中單位都是不一樣的。