大家好，歡迎收看量子科普第74期，我是常常，今天和大家聊一聊關於高維空間與令人匪夷所思的超弦理論與膜理論，難道人類真的是生活在一張彎曲的膜上？英國物理學家霍金表示認同。
人類關於宇宙空間維度的認知是一個不斷發展的過程，從開始最經典的長、寬、高的三維空間，到20世紀初愛因斯坦在相對論中創造性提出的三維+時間的四維時空，四維時空在20世紀之後的很長一段時間都被奉為真理，但是隨著科技的發展，出現了越來越多的四維時空無法解釋的詭異現象，例如引力的來源、量子糾纏現象等等，四維時空觀面臨著前所未有的挑戰，在1998年美國著名科學雜誌《科學》上刊登了一篇關於講解空間維度的論文，即M理論，M理論是一種統一場理論，認為宇宙並未是四維時空，而是十維空間，認為時間只是一個偽維度，否認了時間作為一個維度存在的合理性，統一場理論認為：小到影響一個粒子運動、大到影響整個宇宙的因素都是相同的，都是弦運動、震動的結果，它將微觀量子領域與宏觀世界統一了起來，這顛覆了原有的認知，卻將原本無法相融的相對論與量子力學結合起來，很好的解釋了很多經典時空觀無法解釋的問題，例如萬有引力的來源，分子結構等等。
後來世界著名物理學家霍金等人發現M理論、超弦理論還存在一些缺陷，於是在原有的理論上加入了一個新維度，構成了膜理論，即宇宙是十一維空間，但只有四維是人類能感知到的，另外的七維被隱藏了起來，就像人類無法直接觀察到超聲波與紅外線一樣，但我們感知不到它們並不代表它們不存在，宇宙中一些四維空間無法解釋的現象：分子結構、萬有引力、量子糾纏、心靈感應、黑洞的最終答案就在高維時空中。
十一維空間的膜理論認為：我們生活的整個宇宙其實是一層可以任意拉伸、彎曲的膜，人類生活的這層膜指的就是三維空間，膜之間的空隙與膜之間構成了四維空間，在膜理論中，宇宙大爆炸理論被解釋成膜碰撞、反彈、循環不斷的過程，超弦理論與膜理論被譽為即愛因斯坦相對論後，20世紀最偉大的物理學理論之一。
超弦理論與膜理論是對於宇宙空間的一種全新解釋，看起來十分晦澀難懂，英國物理學家霍金在公開演講《膜的新世界》中指出：霍金在剛剛接觸到M理論、超弦理論時也表示懷疑，但是M理論、超弦理論又將宇宙解釋得如此天衣無縫，提出了很多令我們意想不到的關係，霍金開玩笑的說：如果我們不去相信它，就好像上帝將化石放到石頭中去誤導達爾文發現進化論一樣愚蠢。
霍金認為人類生活的宇宙是一個更大空間的膜或者面上，在這張膜上，三維空間與一維時間構成了人類所能看到的一切，而剩下的七維，即額外維則被彎曲隱藏了起來，它能很好的解釋引力、暗物質等問題。
那麼剩下的7維，即額外維都是什麼呢？物理學界目前是眾說紛紜，下面給大家列舉一下
第四維速率，第五六維是速率指向，第七八維是狀態指向，第九維是狀態轉角，第十維是自旋速率。