讓我們首先定義什麼是“維度”,當人們說“我們的宇宙有n維度”時。大致來說,時空中的維數是指定時空點所需的座標。
根據這個定義,我們確切地知道有四個維度:一個是時間,三個是空間。時間維度不需要解釋;例如,時間座標的值可以是“1/1/2015,10:00:00 AM”。從直覺上看,這三個空間維度是長度、寬度和高度。
有些推測性理論預測或假設存在額外的維度,但它們的確切數目和性質因理論而異,而且沒有任何證據證明這些理論實際上是正確的。
一般說來,這些推測性理論中的推測性額外維度是空間的維度,儘管有些理論假定了額外的時間維度。 對於為什麼我們不能發現這些額外維度,也有不同的解釋。一種解釋是,額外的維度是“緊湊的”,即它們太小,我們無法檢測它們。如果它們不是緊湊的,那麼它們通常被稱為“大”的額外維度,並且假定我們被限制在高維宇宙(或多宇宙)中特定的四維表面。
時空是用一種叫做流形(通常是偽黎曼流形)的數學結構來描述的。物理學利用了許多其他抽象的數學結構,這些結構都有自己的維數定義。這些結構可能有介於零和無窮之間的任意數量的維數(包括非整數維數)。應當強調的是,雖然在這些結構中使用了“維度”一詞,但它與界定不同的時空維度不同。
第一維度:一條線。任何一行。從一個點延伸到另一個點的一條線,沒有任何寬度可言。這樣的實體並不真正存在於我們感知世界的方式中,因為在我們的實際檢視中,每一樣東西都有有形的長度和寬度(不管有多小)。但作為一個抽象的概念,我們可以很容易地掌握這一點。
第二維度:平面。當你增加線條的寬度時,平面就會出現。雖然一個平面比一條不可能的細線更容易想象,但它仍然不可能完全存在於我們所知道的現實中,因為地球上的每一樣東西,甚至一張紙,都有一定程度的深度或厚度。
第三維度:空間。這是我們的世界。就像一條線從側面釘在平面上時,當你從另一個角度“膨脹”它時,它就成了我們這個世界上的一個物體。我們用長度、寬度和深度來觀察每件事--但僅此而已。第三個維度涉及深度(z軸),並給所有物體一種面積感和橫截面感.。這方面的一個完美的例子是一個立方體,它存在於三維,有長度、寬度、深度和體積。
根據科學家們的說法,除了這三個維度之外,還有七個維度,我們並不能直觀可見,但我們仍然可以認為它們對我們所知的宇宙和現實有直接的影響。這些額外的維度還沒有命名。
第四維度:本質上,這是時間。科學家們相信,第四維度支配著所有已知物質在任何特定點的性質。與其他三個維度一起,瞭解一個物體在時間上的位置對於繪製它在宇宙中的位置是至關重要的。想象一下此時此刻的自己。現在,想象一下五分鐘前,去把握一個從第四維度觀察到的世界(就像我們從第三維度觀察到的那樣),想象一下你身體上的每一個變化都是沿著時間線連線在一起的。如果我們說“我明天上午10點在家裡和你見面”,這句話就更有意義了。
其他維度是更深層的可能性發揮作用的地方,解釋它們與其他維度的互動是事情變得特別棘手。
第五維度:根據超弦理論,第五和第六維是可能世界的概念產生的地方。超弦理論試圖透過將它們建模為微小的超對稱弦的振動來解釋所有的粒子和自然力。如果我們能夠直視到第五維度,我們將看到一個與我們自己的世界略有不同的世界,這將使我們能夠衡量我們的世界與其他可能的世界之間的相似和差異。
第六維度:在第六維度中,我們將看到一個可能世界的平面,在那裡我們可以比較和定位所有可能的宇宙,這些宇宙是以與這個宇宙相同的初始條件開始的(即宇宙大爆炸)。從理論上講,如果你能掌握第五維和第六維,你就可以及時回溯或者走向不同的未來。
第七維度:在第七維度中,你可以進入以不同初始條件開始的可能世界。而在第五和第六,初始條件是相同的,後續是不同的。在這裡,一切都是不同的。
第八維度:第八維度再次給我們提供了這樣一個可能的宇宙歷史的平面,每一個都以不同的初始條件開始,並無限延伸出來(因此它們被稱為無窮大)。
在第九維度,我們可以比較所有可能的宇宙歷史,從所有不同的物理定律和初始條件開始。在第十個和最後一個維度中,我們到達了涵蓋所有可能和可想象的事物的地步。除此之外,我們這些卑微的凡人無法想象任何東西,這就使它成為我們在維度上所能想象的自然侷限。
第十維度:在這個層次上,一切可以想象和可能存在的東西都存在!
顯然,這些我們無法察覺的額外的六個維度的存在。我們只能感知到四個維度,可以用兩種機制來解釋:要麼額外的維度在很小的範圍內被壓縮,要麼我們的世界可能生活在一個與膜相對應的三維子流形上,在這個子流形上,除了引力以外的所有已知粒子都將受到限制。(又名:膜理論。在理論物理中,膜是一個可以允許有任意數量的維數的物體。在弦理論中,膜是最受歡迎的,因為它和絃一樣,是一個基本的物件。)膜在20世紀80年代後期被假設為弦理論的一部分。
讓我們首先定義什麼是“維度”,當人們說“我們的宇宙有n維度”時。大致來說,時空中的維數是指定時空點所需的座標。
根據這個定義,我們確切地知道有四個維度:一個是時間,三個是空間。時間維度不需要解釋;例如,時間座標的值可以是“1/1/2015,10:00:00 AM”。從直覺上看,這三個空間維度是長度、寬度和高度。
有些推測性理論預測或假設存在額外的維度,但它們的確切數目和性質因理論而異,而且沒有任何證據證明這些理論實際上是正確的。
一般說來,這些推測性理論中的推測性額外維度是空間的維度,儘管有些理論假定了額外的時間維度。 對於為什麼我們不能發現這些額外維度,也有不同的解釋。一種解釋是,額外的維度是“緊湊的”,即它們太小,我們無法檢測它們。如果它們不是緊湊的,那麼它們通常被稱為“大”的額外維度,並且假定我們被限制在高維宇宙(或多宇宙)中特定的四維表面。
時空是用一種叫做流形(通常是偽黎曼流形)的數學結構來描述的。物理學利用了許多其他抽象的數學結構,這些結構都有自己的維數定義。這些結構可能有介於零和無窮之間的任意數量的維數(包括非整數維數)。應當強調的是,雖然在這些結構中使用了“維度”一詞,但它與界定不同的時空維度不同。
第一維度:一條線。任何一行。從一個點延伸到另一個點的一條線,沒有任何寬度可言。這樣的實體並不真正存在於我們感知世界的方式中,因為在我們的實際檢視中,每一樣東西都有有形的長度和寬度(不管有多小)。但作為一個抽象的概念,我們可以很容易地掌握這一點。
第二維度:平面。當你增加線條的寬度時,平面就會出現。雖然一個平面比一條不可能的細線更容易想象,但它仍然不可能完全存在於我們所知道的現實中,因為地球上的每一樣東西,甚至一張紙,都有一定程度的深度或厚度。
第三維度:空間。這是我們的世界。就像一條線從側面釘在平面上時,當你從另一個角度“膨脹”它時,它就成了我們這個世界上的一個物體。我們用長度、寬度和深度來觀察每件事--但僅此而已。第三個維度涉及深度(z軸),並給所有物體一種面積感和橫截面感.。這方面的一個完美的例子是一個立方體,它存在於三維,有長度、寬度、深度和體積。
根據科學家們的說法,除了這三個維度之外,還有七個維度,我們並不能直觀可見,但我們仍然可以認為它們對我們所知的宇宙和現實有直接的影響。這些額外的維度還沒有命名。
第四維度:本質上,這是時間。科學家們相信,第四維度支配著所有已知物質在任何特定點的性質。與其他三個維度一起,瞭解一個物體在時間上的位置對於繪製它在宇宙中的位置是至關重要的。想象一下此時此刻的自己。現在,想象一下五分鐘前,去把握一個從第四維度觀察到的世界(就像我們從第三維度觀察到的那樣),想象一下你身體上的每一個變化都是沿著時間線連線在一起的。如果我們說“我明天上午10點在家裡和你見面”,這句話就更有意義了。
其他維度是更深層的可能性發揮作用的地方,解釋它們與其他維度的互動是事情變得特別棘手。
第五維度:根據超弦理論,第五和第六維是可能世界的概念產生的地方。超弦理論試圖透過將它們建模為微小的超對稱弦的振動來解釋所有的粒子和自然力。如果我們能夠直視到第五維度,我們將看到一個與我們自己的世界略有不同的世界,這將使我們能夠衡量我們的世界與其他可能的世界之間的相似和差異。
第六維度:在第六維度中,我們將看到一個可能世界的平面,在那裡我們可以比較和定位所有可能的宇宙,這些宇宙是以與這個宇宙相同的初始條件開始的(即宇宙大爆炸)。從理論上講,如果你能掌握第五維和第六維,你就可以及時回溯或者走向不同的未來。
第七維度:在第七維度中,你可以進入以不同初始條件開始的可能世界。而在第五和第六,初始條件是相同的,後續是不同的。在這裡,一切都是不同的。
第八維度:第八維度再次給我們提供了這樣一個可能的宇宙歷史的平面,每一個都以不同的初始條件開始,並無限延伸出來(因此它們被稱為無窮大)。
在第九維度,我們可以比較所有可能的宇宙歷史,從所有不同的物理定律和初始條件開始。在第十個和最後一個維度中,我們到達了涵蓋所有可能和可想象的事物的地步。除此之外,我們這些卑微的凡人無法想象任何東西,這就使它成為我們在維度上所能想象的自然侷限。
第十維度:在這個層次上,一切可以想象和可能存在的東西都存在!
顯然,這些我們無法察覺的額外的六個維度的存在。我們只能感知到四個維度,可以用兩種機制來解釋:要麼額外的維度在很小的範圍內被壓縮,要麼我們的世界可能生活在一個與膜相對應的三維子流形上,在這個子流形上,除了引力以外的所有已知粒子都將受到限制。(又名:膜理論。在理論物理中,膜是一個可以允許有任意數量的維數的物體。在弦理論中,膜是最受歡迎的,因為它和絃一樣,是一個基本的物件。)膜在20世紀80年代後期被假設為弦理論的一部分。