我首先要提醒一下题主,你记错数据了,准确的提法是宇宙存在11个维度,包括我们已知的3个,再加上时间;剩下的7个维度被蜷缩到微观八维空间是什么概念。记住数据啊,别再弄错了。
咱们出来吹牛逼,不管理论整理的如何,也得把数据弄对,你说是不是。
标准粒子模型同学们都是接受过义务教育的四有新人,当然都懂得原子结构这样高精尖的科技吧。但是时代在进步,现在科学界主流已经很鄙视经典粒子模型啦,我们得与时俱进,记住这个知识点——标准粒子模型!——由杨振宁先生友情提供。
对亚原子世界来说,标准粒子模型实际上是一个元件箱。它的组成成分是:6种夸克、6种轻子、5种已知的玻色子和1种假设的玻色子(即希格斯玻色子),加上4种物理力中的3种:强核力、弱核力和电磁力。以上这段话,我建议大家背一背,可以无形增强优越感,提升自信心。
超弦理论标准粒子模型,当然整不出题主要的十几个维度,纷飞的空间和时间之类玄幻的概念。但是它的进化版——超弦理论——就可以了。
物理学家试图把什么都扯到一起,结果就诞生了超弦理论。这种理论假设,以前我们认为是粒子的夸克和轻子,实际上都是"弦"——振动的能弦,它们在11维中摆动,包括我们已知的3个,维度再加上时间,以及7个别的维度,这种弦非常微小——小得可以被看成是点粒子。
通过引入额外的维度,超弦理论使科学家能把量子定律和引力定律相对比较融洽地合在一起,完成了物理学的终极追求——大统一理论。
超弦理论=超悬理论?科学家关于超弦理论的任何解释,听上去都会令人惴惴不安。
举个超弦理论的学术描述大家感受一下:杂化弦由一根闭合的弦组成,它有两种振动模式,顺时针方向的和逆时针方向的,要以不同的方式来对待。顺时针方向的振动存在于一个10维空间。逆时针方向的振动存在于一个26维的空间,其中有16维已经被压实了。(我们知道,在卡鲁扎原先的5维空间里,第5维被卷成一个圈,已经给压实了。)——宇宙结构的描述。
总之,超弦理论目前一个实证都没有,大家都等着再烧巨量的钱,造粒子对撞机来验证永远不会消失的可能性,虽然,大概只剩下0.0001%的可能性了。
结语和一些题外话回到题主的提问,这里就是超弦理论关于统一引力时,提出的一个数学模型而已。你问它现实中的意义?它自己本身还等着被证实呢,哪里来的现实意义?
插一句,中国还是应该缓上粒子对撞机,别浪费那个钱了。听杨振宁的话,别信王怡芳。
我是猫先生,感谢阅读。
“爱是一种力量,能让我们超越时空的维度来感知它的存在”这是电影《星际穿越》中非常经典的一句话,男主进入了五维时空向过去的女儿传递了信息,这一桥段也揭示了我们的世界其实是由不同维度组成的。
我们生活的这个世界存在三个维度,长、宽、高所组成的三维空间,如果再加上一维的时间,就是四维时空,即我们存在于三维空间或四维时空内。(时间不能算维度,但它贯穿于所有维度)说到这里,很多人或许在想,如果人类进入了四维空间(即五维时空),真的可以像电影中男主角那样穿越时空回到过去吗?
答案是不可以或者未知,因为维度有数学和科学上两种说法。
维度的说法最早来源于数学中,包括超弦理论中的11个维度都是建立在数学的基础之上,而数学中所有的维度都是在标准欧几里德空间的基础上探讨的。打个简单的比方,数学中的维度就是:一维是过一个点的一条直线,二维是过一个点的两条相互垂直的直线,三维就是我们数学中建立的相互垂直的XYZ平面直角坐标系的空间。以此类推,数学上的N维所指的就是过任意点做出的N条相互垂直的直线。
所以在数学的标准欧几里德空间内,人类是不可能进入四维空间的,这个四维空间仅仅只是用于解决某些数学问题所建立的模型而已,而电影中所说的维度和穿越到过去未来的维度是科学上的维度,这个维度是建立在闵可夫斯基空间的基础上进行探讨的,就像《三体》中的降维打击。
科学上的维度或许是大家最感兴趣的问题,因为如果真的存在科学上的维度,确实可以穿越时空去到过去和未来。但目前为止,科学并未承认世界存在四维空间,不过也没有否认四维空间一定不存在,至少目前没有发现它存在。
脑洞大开,假设存在科学上的四维空间,那么人类也是无法涉足的。
许多人认为人类存在于三维空间内,可以观察到二维空间内的生物,就像观察蚂蚁。其实这个说法是错误的,就算蚂蚁再矮它也存在高度,就算一张纸再薄,纸也不可能是二维的,因为组成纸张的分子原子都有长宽高,夸克再小都有长宽高,尺度再小也都比普朗克长度要长,所以我们所生活的三维空间内,一切物质必定是三维的。
有人认为影子只有长和宽,没有高,所以影子是二维的,这个说法其实也不对。影子不是一种实体物质,影子的存在只是因为它没有光。
荷兰艺术家就曾用他的雕塑作品描绘了四维空间,如果四维空间真的存在,那么里面的生物应该是一个三维生物所有生命轨迹的叠加。比如三维空间内你只能看到某个人在某个时间点上的一个状态,而四维空间你就能看到某个人在某个时间点上的所有状态,你看到的是整个生命的运动轨迹。
四维空间的投影就是我们的三维空间,也就是一个时间点下人只有一个状态。例如三维空间的投影就是二维的一个平面,二维平面的投影就是一维的一条线,是一个降维的关系。当然人类存在的三维空间是无法观察到其它维度的,如果三维空间的人进入四维空间,那结局很可能是死亡,因为三维的人缺少维度支持进入四维。
又或许,用三维空间内的理论知识来探讨四维空间,这本身就不合适。