關於高維度空間的說明….

 

2008年4月號的牛頓科學雜誌有一專欄特別在探討高維度空間的問題,此文淺顯易懂(虎爛?),我現在節錄一些內容來跟大家分享。

愛因斯坦把這個宇宙稱為『4維度時空』。除了長、寬、高的3維度空間外,他認為『時間』是『第四個維度』。

而維度的理解,我們大都是從

1. 單一點是為0維度,

2. 而線段是1維度,

3. 平面是2維度,

4. 立體將是3維度,

而如下圖,雖然繼續延伸立體可得到4維度空間。但是生活在空間3維度的我們如何去思考4維度的世界,著實令人費解。

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但是最新的宇宙論學家的理論研究指出,宇宙需要更高的維度來維持運作…..

1967年將電磁力與質子中的弱力統一理論:電弱統一理論出現,1974年將重力以外的電磁力、弱力與強力統一起來的理論:大一統理論出現。但是能將重力包含在內的真正物理學的終極理論大一統理論卻尚未完成。

而科學家最新的研究顯示,要完成終極大一統理論,這個宇宙就需要更多的維度來運作。

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那到底多出來的維度是以什麼樣的型態存在於宇宙中呢?德國物理學家提歐多爾.克魯札(1885~1954)提出如下觀點:

試想一隻螞蟻在細棍子上活動,我們若從極遠處觀察,會覺得螞蟻在一個1維度的空間上活動,但是拿起放大鏡觀察,卻可以看到棍子也是有厚度的,所以螞蟻其實還有第二個維度可以活動。

所以或許高於3維度以上的維度其實是存在於極小的空間內,而無法被人類以一般常識感受到。

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另外科學家更近一步提出了企圖接近宇宙終極理論的『超弦理論』,而這個理論需要10維度的時空來立論才不會形成自我矛盾,而這多出來的6個空間維度被想像成在極小空間中縮成一團如下圖章魚丸子的樣子。

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另外,附帶一提(不過很難想像),根據2001年發表的膜(M)理論,宇宙是飄浮在5度空間的『膜』所構成,當兩個膜碰撞時就是宇宙大霹靂的產生,完畢之後就漸漸遠離,之後會再漸漸接近,產生另一次大霹靂,並且『根據』計算,我們的宇宙已經是第50代宇宙。(科學家有時駭客任務看太多也很會虎爛)

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One thought on “關於高維度空間的說明….

  1. 引用通告: 電影『星際效應』觀後感想… | 科技、工藝、人文與皮皮的對話

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