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1 # 譚宏21
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2 # 科學船塢
多維空間來自於理論物理學家對於M理論的研究,M理論是最有可能成為萬有理論的物理學終極理論,希望以這一個理論解決所有的物理問題以及自然規律,但是由於現有的科技條件無法實驗萬有理論,所以M理論被束之高閣。
為什麼會出現M理論呢,因為廣義相對論與量子力學的不相容,在微觀尺度上,廣義相對論不相容,在宏觀尺度上,量子力學不相容,無法解釋黑洞的難題,而在M理論中,時間、宇宙以及引力等四大基本力的概念都有了全新的定義,解決現今物理學的難題在M理論中看起來很容易,所以一些弦論物理學家對於M理論抱有很大的期望。
現在物理學家還未發現多維空間存在的證據,一切還都是猜想,現在的強子對撞機對撞了這麼久,上帝粒子希格斯玻色子還沒有被撞出來,而弦論認為多餘的幾個維度捲縮在極其微小的尺度之內,現在的能量還無法開啟這個“潘多拉魔盒”。
維度這個詞在數學中是獨立引數的數目,在物理學中維度被賦予了不同的物理學意義,多維度並不是為了準確的定位一個物體的座標而是為了尋找新的思路解決問題。
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3 # 晴月浩新雪
假設你和你的女朋友都是一個二維世界一種叫圓的生物,這種二維生物也需要幸福的合體(兩個圓粘在一起)才能繁衍後代,於是在好奇心和進化的驅使下,你們的種族世世代代都在研究合體的秘密。
於是,經過多少代人的細緻的觀察和知識的積累,你們終於努力的認識到,發生碰撞而合體是個很奇怪的難以預測的事。比如:
有時候,你陪女朋友一起逛街時兩個人的半徑常常會變大或變小,有的時候還會消失或者又突然從別處冒出來。當你們看起來還有一段距離的時候,有時候你和你太太就會互相像撞在一起似得彼此彈開。有時候你們雖然沒有接觸,但是也能擁有互相依靠在一起的合體感受留下後代,而且不會彼此彈開。最後一個聰明的圓發現了這背後的秘密,原來你們大家都只是三維世界裡時而碰撞、時而分開、時而在一個二維平面上思考人生的小球……
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4 # 語境思維
維度,是對物體的結構特徵與運動軌跡的測量基線或座標軸,包括用於界定結構特徵的共三維空間與運動軌跡的共一維時間。
換句話說,最多用四維時空座標系作為測量基準,即S(x,y,z,t),就可以滿足物理學最複雜的統計任務。
這裡,不得不解釋一下高維空間,尤其是弦理論的10維時空的思維方式或主要動機。
我們知道,宇宙中存在大小不同的相對獨立的體系/物系/系統(material system)。
可插入若干子系統的系統,叫母系統,或量子論的系綜(ensemble,composite system)。
母系統有整體性的自旋與進動,測量基線為S(x,y,z,t);子系統有自旋與進動,測量基線為S(x",y",z",t");孫系統有自旋與進動,測量基線為S(x"",y"",z"",t"")。
如果考慮“母·子·孫”三層時空座標系,根據愛因斯坦相對論,雖然共用同參照系或座標原點S(0,0,0,0),但各層時空分別有鐘慢尺縮質增效應,就會涉及4×4×4=64個維度。
起初的弦理論搞了一個26維座標系。考慮到光錐座標系與共時間一維,第五代弦理論即M理論(Magic),搞了一個10維時空弦理論。
M理論最大程度簡化了弦理論,但解析方程還是極其複雜,不耍流氓根本無法求解與驗證。
想一想,有必要把“母·子·孫”三層或“母·子”兩層系統同時疊加考慮麼?
這純屬脫褲子放屁多此一舉,包括愛因斯坦與威騰本人並沒有吃透測量基準的真諦。以下有四個淺顯的理由。
其一,理論上,我們承認,凡系統都是複雜系統。但只不過是簡單子系統的複合而已。
物理就是要可測量可統計,要忽略無關緊要的次要因素。否則就無從著落或無以為繼。
其二,實踐上,我們總是把母系統作為一個相對靜止的絕對參照系,即以S(0,0,0,0)為測量基準,從不考慮母系統的自旋與進動參量。
換句話說,我們不必考慮母系統的外空間結構,只研究子系統的結構特徵與運動軌跡。
例如:測量與統計核外電子的參量,不必考慮原子、分子、地球系、太陽系、銀河系之多維空間(4^5=1024維)的物理引數。
例如:脈衝星的自旋速度可高達0.33c甚至高達光速,但若測算其內部質子參量,就無需考慮脈衝星的整體自旋與進動。
例如:測量飛機的運動參量,總是以地球為絕對參照系,不考慮地球自轉,不考慮地球繞日30千米/秒,不考慮地球繞銀250千米/秒。
因此,那些忽視相對靜止方法論的鐘慢尺縮質增效應,無非是高大上然並卵的數學遊戲。
其三,關於測量基線的選擇原則。
當測量遙遠的例如造父變星的投影參量,就把造父變星看成一個質點,只考慮2維空間+1維時間=3維時空即可。
當測量太陽球體的半徑與密度兩個結構特徵參量時,就最多考慮3維空間,不必考慮1維時間,只要有引力定律與足夠樣本資料即可。
其四,必須指出,數學空間與物理空間或真實空間不是必然必須對應的關係。
數學空間,是純幾何的抽象玩意,有無限維希爾伯特空間、零維的奇點空間,純平面空間。
好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。
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5 # 宇宙新少主
我們都知道維度的表示式其實是N+1,但是現在只能夠找到3+1,就是三圍空間加上時間,當人們能夠在同一時間合體,就說明找到了第五維,有的人說時空扭曲,不是每個地方時空都一樣,首先我要糾正這個說法,N+1,也就是說,只要其中一個維度發生變化,就可以在其它N個維度間穿梭,時空扭曲一定是第五維,就是美國和中國的時間不一樣,但是三圍座標絕對一樣,但是也有的人說,是美國和中國的三圍座標不一樣,時間也就不一樣,比如你給美國的朋友打電話,實際上是有誤差的,其實就是第五維,聲音在運動,所以時間不一樣,但是不違背N+1原則,現在的理論有很多,弦定理有13維,都是根據這些變數來推導的,甚至有103維的說法,還找到了專有名詞,但是單純的在三維空間之外加上無數個映象,是沒有意義的,時間其實就是映象,我們只要探索更大的空間就好了,沒必要那麼多映象,有人說映象容易穿越,而人的速度還不能超越光速,在三維空間移動很麻煩,但是既然有人認為時間的資料很容易忽略,那麼空間的距離呢,有人想到了蟲洞,但無論時間蟲洞,還是空間蟲洞,但都是假說,畢竟沒有人能夠真正做到蟲洞穿越,其實蟲洞的概念也是適合N+1的原則的,就是同時穿越所有維度,即便是無限維度,這個其實在電腦上就可以完成,我們可以用滑鼠把時空拖到任何維度資料,這就是蟲洞原理,更改一下資料就行了.
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6 # 2233889
沒有人能看到四維空間,沒人能證明多維的存在,只是推測!三維是最高維度了,三維降到二維,,人就死了,變成靈魂了,再降到一維,就回到意識的本質了。反之,道生一,一生二,二生三,三生萬物!這是道德經的本質!
維度其實不就是一組座標?目前大眾認知,或者說能夠百度出來的普遍答案,單維就是線,二維是面,三圍是立體,四維是長寬高加時間。還有一個說法是高緯度看低緯度沒有秘密,但是作為一個三維的人,單維的東西一個都沒見過,真正二維的東西,或許投影算是二維,是隻有長寬而沒有高的。其他的二維物體也是一個都沒見過。是不是說單維和二維空間其實是不存在的?另外,既然時間是一個維度,那麼二維生物能感受到時間嗎?三維空間是不是也可能不僅是長寬高一種,長寬加上時間是不是也是一個三維空間?再換句話說,假設多維空間理論是正確的,那麼就會有無數個不同屬性組合而成的三維空間存在嗎?個人拙見維度其實不就是定位某一個東西的座標嗎?比如單維,也就是直線,只要確定一個“零點”,用一個座標“x”就能定位位置,二維空間,用(x,y)也能確定位置,三維也是一樣,比如東經多少度,北緯多少度再加海拔也能定位一個東西的位置,如果再加上時間就是某一個時間的東經多少度,北緯多少度,海拔多少米也能確定一個東西的位置(比如我們常說的,我昨天放在這的東西其實不就是一種四維的表達方式)。換句話說,多維度只是用來更加精確定位一個東西的座標而維度空間根本就不存在?
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所謂維度就是在某個資訊空間上描述宇宙中的事物,或客觀存在,所需變數,或資訊量的個數。人從來都認識不了事物的本質,只能認識事物的“表觀存在”,或形式存在,或資訊形式的存在,即人類只能在某個資訊空間上認識事物。在不同的資訊空間,或你站的角度不同,你所認識的事物也不一樣。事物(客觀存在)的“本質”只有唯一的一個,你永遠也不可能“認識”,你只能用不同的資訊空間描述而已。這個資訊空間的“維度”多少,就決定了你“接近本質”的程度,你描述本質的精確程度。如,你用二變數的資訊空間描述的“本質”,要比你用三變數的資訊空間描述的,“粗糙”的多。但這裡講究“夠用”原則;如果你需要“認識”的事物,其“本質”的“資訊維度”,即本質所“反映”出的“面”的個數,就那麼多,如n個,結果你非要用n+1個維度的資訊空間描述,這就畫蛇添足了,適得其反了。
所以說,宇宙中的一切事物的認識,都講究因果辯證,講究普遍聯絡,講究環境、條件,講究“因時、因地”。
宇宙只有一個,宇宙的“本質”只有一個,它就存在在“哪兒”。沒有什麼多維宇宙存在,只是事物的本質“泛化”出的“表象”“眾多”、“多變”而已。只是本質所傳達出的資訊“表象”,紛繁複雜而已。人對宇宙事物本質的認識,永遠在“路上”,沒有一勞永逸的認識形式及過程。任何試圖用什麼“多維宇宙”、“異形空間”、“平行宇宙”、“暗物質宇宙”、“泡泡無窮宇宙”,這種“一勞永逸的形式”,一言以蔽之解決人類認識的終極形式和問題,都是徒勞的,而且,把“糞池底部的鬼、神、上帝”“泛上來了”!