为什么科学家说宇宙是11维的?我们怎么感觉不出来呢?


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我们对于周围的世界 , 早已经习惯于三维的空间这种感觉了 , 如果加上时间 , 这个时空的“四维时空” , 已经深深地印刻在我们的思维和感知中 。 不过 , 我们中的很多人 , 或许都听说过十一维宇宙的说法 , 相信大家对这一提法都“朦胧中不知所云” , 毕竟以我们的视角 , 连四维空间都很难想象 , 何况是十一维呢 。 那么 , 这种提法到底表达的是什么概念?如果是准确的话 , 我们为什么一点都感觉不出来呢?

三维世界
说到三维世界 , 我们肯定最熟悉不过了 。 如果让我们来描述一个三维的物体或者空间 , 我们肯定会首先描述它的长、宽、高 , 或者在坐标系中描述出它所处的X、Y、Z坐标值 , 这些描述使得三维物体或者空间 , 一下子有了形象的概念 , 从而很容易在我们的想象中确立起它的边界和大小 。

作为处在三维空间中的物体 , 由于无时无刻不在发生着运动(相对运动) , 那么无论是在感知中 , 还是在物理体系中 , 都会赋予它一定的时间存在标志 , 那就是加入一个时间的维度 , 使其拥有着随着运动过程所带来的状态改变 。 因此 , 三维+时间=四维时空 , 不但成为我认知周围世界的标准和尺度 , 同时也是各种物理理论所默认的支撑载体 。
【为什么科学家说宇宙是11维的?我们怎么感觉不出来呢?】
大家在学习牛顿力学、电磁学、爱因斯坦相对论、热力学等等物理知识时 , 估计都会有一个感觉 , 那就是对于这些现象所处的维度环境根本没有什么要求 , 而是通用性的 , 比如在二维平面或者三维空间里 , 计算出的结果都是相同的 , 如果拓展到更高的维度 , 那么结果也会一样 。

直到“超弦理论”的出现 , 将原有物理体系中对维度不加限制的情况打破了 , 提出宇宙中必须要有一个特定的维度 , 否则就会出现大问题 。
“弦”理论
超弦理论来源于“弦理论” 。 弦理论的一个基本观点 , 就是将自然界中的基本单元 , 看成并非是由电子、光子、中微子等之类的点状粒子 , 而是很细很细的线状“弦” , 这种“弦”的不同振动、不同运动会产生不同类型的点状粒子 , 从而给成了我们现实的世界 。

科学家们之所以会提出“弦理论” , 其中一个重要原因就是想借之来统一广义相对论和量子力学 , 同时也借之统一宇宙中的四种基本作用力(强核力、弱核力、引力和电磁力) , 这种假设出来的理论 , 可以很好地完成当今物理学领域最大的难题-大统一问题 。 不过 , 这种理论仍然存在较多的问题 , 需要做相当多的工作 , 来对假设条件进行优化和完善 。

按照弦理论的相关描述 , 科学家们一开始也认为 , 该理论也与之前的力学、电磁学等理论一样 , 对不同的维度也具有普适性 , 不过在应用弦理论来解释和计算三维空间中的物理现象时 , 发现有的计算结果超出了三维下物理量的阈值极限 , 比如计算一种现象的发生概率时 , 有时会出现大于1的情况 , 有时也会出现负数的数值 , 这已经远远超出了我们的认知 , 在三维中根本是不可能的 , 问题出在哪里了?难道弦理论是错误的吗?

事实不是这样的 , 弦理论没有出现问题 , 错就错在维度的数值上出现了偏差 , 因为在计算中科学家想当然地将维度默认为三维 。 后来 , 有科学家提出了一个大胆的方案 , 就是将弦理论放到一个更多的维度中去计算 , 结果发现 , 当设定的宇宙维度值为25维的时候 , 计算出的概率值正好处于0和1之间 。

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