維度問題,嫣然被搞得雲山霧罩,眾說紛紜。有必要好好收拾一下。迄今為止,也沒有一個合乎邏輯的解釋。我想談點拙見,分五個方面。大家提出不同意見,集思廣益。
其一,維度的本來意思。
維度來自英文dimension,其中di=direction (方向), mension =measure (測量),字面意思:特定方向的測度。數學意思:座標系的座標軸,作為對結構尺寸與運動軌跡的計量基線。
其二,維度的不同語境。
數學維度:指非物質的抽象的空間維度。例如:①平面座標系有2維空間。②球面座標系有3維空間(低維的外空間)。③平移的球面座標系有4維空間(黎曼空間)。④旋轉的球面座標系有5維空間。⑤螺旋的球面座標系有6維空間。⑥平移的螺旋的球面座標系有7維空間(高維的內空間)。⑦旋螺螺的球面座標系有11維空間(弦理論的多維空間)。⑧(n-3)層的螺旋的球面座標系有n維空間(希爾伯特的n維空間)。
物理維度:應該指測量物質運動軌跡的維度。定點軌跡是0維,直線軌跡是1維,圓的軌跡是2維,螺線軌跡是3維。由於物質運動的本質是慣性運動或測地線迴圈,可以把複雜軌跡投影成簡單軌跡,通常三維座標足矣。
社會維度:泛指不同的方面,諸如路徑、方式、要素、視角、選項、場合、語境、範疇、層面、走向。例如:馬斯洛的需求理論有五個維度。因果分析法,涉及縱橫交錯的子系統維度。
其三,維度的人擇原理。
顯然,雖然數學維度提供了豐富的想象,但物理維度才是科學研究的正道。那麼,多少維度比較合適呢?根據人擇原理,應該以人類身材為基準,作為確定微觀軌跡與宏觀軌跡座標系維度的觀察背景。為什麼?因為,假如人類是電子/光子,看其它電子是那麼遲緩,測不準原理就會失效,高維內空間就會變成低維外空間,中微子也不是那麼難以捉摸。
其四,維度的合理運用。
回到本題。認識世界,究竟需要多少維呢?有必要按希爾伯特無數維空間麼?需要弦理論26維空間麼?答案當然是否定的。
那麼11維空間行麼?我們知道,11維空間屬於三體問題,由7維內空間加4維外空間,其動力學方程無比複雜,其實大可不必。因為,比起外空間,內空間極小,可以看作質點,即4維空間足矣。可是愛因斯坦四維空間的引力場方程,也複雜,無法求解。
看來4維空間未必是個好東西。無數事實證明:再複雜的運動軌跡,都可分解為若干二維線性代數來處理。
其五,物理學有必要無限細分麼?
即便存在比普朗克長度更小的粒子,也沒有必要建立這樣的範疇。分解到電子、質子、中微子、真空介質的量子,已到最小境界。“外無其大內無其小”是大道理。物理學的量子,小到夠用管用即可,小到可能測算即可。如果小到弦論那麼小,有必要麼?
維度問題,嫣然被搞得雲山霧罩,眾說紛紜。有必要好好收拾一下。迄今為止,也沒有一個合乎邏輯的解釋。我想談點拙見,分五個方面。大家提出不同意見,集思廣益。
其一,維度的本來意思。
維度來自英文dimension,其中di=direction (方向), mension =measure (測量),字面意思:特定方向的測度。數學意思:座標系的座標軸,作為對結構尺寸與運動軌跡的計量基線。
其二,維度的不同語境。
數學維度:指非物質的抽象的空間維度。例如:①平面座標系有2維空間。②球面座標系有3維空間(低維的外空間)。③平移的球面座標系有4維空間(黎曼空間)。④旋轉的球面座標系有5維空間。⑤螺旋的球面座標系有6維空間。⑥平移的螺旋的球面座標系有7維空間(高維的內空間)。⑦旋螺螺的球面座標系有11維空間(弦理論的多維空間)。⑧(n-3)層的螺旋的球面座標系有n維空間(希爾伯特的n維空間)。
物理維度:應該指測量物質運動軌跡的維度。定點軌跡是0維,直線軌跡是1維,圓的軌跡是2維,螺線軌跡是3維。由於物質運動的本質是慣性運動或測地線迴圈,可以把複雜軌跡投影成簡單軌跡,通常三維座標足矣。
社會維度:泛指不同的方面,諸如路徑、方式、要素、視角、選項、場合、語境、範疇、層面、走向。例如:馬斯洛的需求理論有五個維度。因果分析法,涉及縱橫交錯的子系統維度。
其三,維度的人擇原理。
顯然,雖然數學維度提供了豐富的想象,但物理維度才是科學研究的正道。那麼,多少維度比較合適呢?根據人擇原理,應該以人類身材為基準,作為確定微觀軌跡與宏觀軌跡座標系維度的觀察背景。為什麼?因為,假如人類是電子/光子,看其它電子是那麼遲緩,測不準原理就會失效,高維內空間就會變成低維外空間,中微子也不是那麼難以捉摸。
其四,維度的合理運用。
回到本題。認識世界,究竟需要多少維呢?有必要按希爾伯特無數維空間麼?需要弦理論26維空間麼?答案當然是否定的。
那麼11維空間行麼?我們知道,11維空間屬於三體問題,由7維內空間加4維外空間,其動力學方程無比複雜,其實大可不必。因為,比起外空間,內空間極小,可以看作質點,即4維空間足矣。可是愛因斯坦四維空間的引力場方程,也複雜,無法求解。
看來4維空間未必是個好東西。無數事實證明:再複雜的運動軌跡,都可分解為若干二維線性代數來處理。
其五,物理學有必要無限細分麼?
即便存在比普朗克長度更小的粒子,也沒有必要建立這樣的範疇。分解到電子、質子、中微子、真空介質的量子,已到最小境界。“外無其大內無其小”是大道理。物理學的量子,小到夠用管用即可,小到可能測算即可。如果小到弦論那麼小,有必要麼?