宇宙真的是多維的嗎?

作為物理盲,我在網上看過各種對五維、六維……十維的詮釋。我想請問,對於這些我們人類尚不能直觀感受到的維度,有確鑿的證據支持它們存在嗎?還是說,它們只是尚待證實的假說?
宇宙真的是多維的嗎?
5 個回答
原道童子

宇宙真的是多維的嗎?
單看大腦神經網絡與腸胃消化系統,就知道宇宙空間維度一定很複雜。顯然,宇宙是多維的。自然要問宇宙多少維?為什麼?這個目前尚無標準答案。弦理論有點意思,但基於未必可信的大爆炸假設,我不放心。
宇宙真的是多維的嗎?

有必要理清幾個概念:體系,質點,均衡,守恆,反演,鏡像,莫比烏斯變換。

其一,體系/系統(system, setup)的概念。作為研究對象,體系是特定環境中的一種存在形式或空間結構。理論上的體系分三類。①開放體系,與環境既有能量轉換,又有物質交換。②封閉體系,與環境有能量轉換,沒有物質交換。③孤立體系,與環境既無能量轉換,又無物質交換。但是我要說,任何體系都是開放體系:一簇軸子、一箇中微子、一個光子、一個電子、一個質子、一個原子、一個分子、一個星球、一個星系;一個DNA基因、一個病毒、一個細胞、一個組織、一個器官、一個活體、一個家庭、一個社團、一個聯盟、一個國家。
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其二,質點或對象(particle, object)的概念。為了研究方便,作為一個體系,不考慮其尺度變化,這樣的拓撲結構叫質點。引力子/軸子是無形空間的一個質點,也是中微子/光子/電子/質子的一個質點,電子與質子是浩瀚原子的一個質點;太陽系是銀河系的一個質點,銀河系是星系團的一個質點,星系團是宇宙的一個質點,宇宙是無限空間的一個質點。由於物質分佈不均衡之鐵律,質點運動總是各向異性,宇宙中不存在零維度。
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其三,點位/相位(site, phase)的概念。質點的運動,總是伸縮與扭轉同時進行,其瞬時相位可分化到用複平面極座標來表示,即z=a+ib。或z=re^iθ。其實部a或模r,代表發散或反演,其虛部ib或e^iθ,代表旋轉或反演。有四個要點。①不存在只伸縮不旋轉的質點運動,因此宇宙中“不存在一維空間”。②超弦理論假設的10^-35m長的一維弦,顯然不成立。但其假設引力子是一個閉弦,無違和感。③不存在只旋轉不伸縮的質點運動,因此宇宙中“不存在絕對自旋”。④一個局部扁平的空間結構,可以近似為複平面或“膜結構”,因此宇宙中“存在二維空間”。
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其四,均衡/守恆(equilibrium, comservation) 的概念。有三個要點。①因為體系總是開放的,宇宙中的任何空間結構或物質分佈都是不均衡的。例如,不存在相同的電子、基因、細胞、血型,雖然可能可以近似代換。不均衡性是物質運動的第一推動力,也是產生強力、電力、磁力、萬有引力、弱力的根源。②守恆也叫對稱。各種守恆,諸如質量/物質守恆、能量守恆、動量守恆、質能守恆、電荷守恆、反演守恆,都是體系與環境之間質能交換的守恆。③反演守恆涉及:鏡像守恆、熵±守恆。

其五,反演(inversion)的概念。複平面z=re^iθ的倒數,即反演:z=(1/r) (e^-iθ),即法向求倒數與切向求反轉。重要的兩個要點。①反演是一種守恆:“伸長模與緩轉角”可迭代“縮短模與急轉角”。②反演增加一倍的維度。

其六,鏡像(mirroring)的概念。鏡像也叫軸對稱,虛部翻折180度。它涉及“宇空不守恆”。在微觀世界裡,基本粒子有三個基本的對稱方式:一個是粒子和反粒子互相對稱,即對於粒子和反粒子,定律是相同的,這被稱為電荷(C)對稱;一個是空間反射對稱,即同一種粒子之間互為鏡像,它們的運動規律是相同的,這叫宇稱(P,parity);一個是時間反演對稱,即如果我們顛倒粒子的運動方向,粒子的運動是相同的,這被稱為時間(T)對稱。但是,自從宇稱守恆定律被李政道和楊振寧打破後,科學家很快又發現,粒子和反粒子的行為並不是完全一樣的。我覺得,①鏡像是一種反演。②時間對稱是指可逆過程,而不是時間倒流,例如,正負電子↹正反光子。

其七,莫比烏斯變換(Mobius transformation),單應變換(homography)。兩個視角拍攝的兩個圖形相互映射(mapping)。其通式是z=(az+b)/(cz+d),a, b, c, d皆複數,“線性分子”可映射“線性分母”。有三個要點。①莫比烏斯變換等效與洛倫茲變換。②莫比烏斯環,因走向反轉180度,也是一種鏡像反演。
宇宙真的是多維的嗎?

下面是我對宇宙維度的分析思路。①一個質點的運動軌跡,可以代表宇宙空間的維度。②在質點軌跡上隨機取三個點位,可獲得代表一個空間結構在法向上的3個維度,作為伸縮度/斂散度。③質點在這三個點位,分別在兩兩正交的三個複平面上,皆有機會在切向做正反扭轉,可獲得空間結構的作為3×2=6個維度,作為加減曲率/加減速度。④以上9個維度加上共享的1個時間維,共10維。
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朱雀亭台
2017-02-23

現在新科學發現宇宙有無數空間,人類只是其中一層,看過國外科幻電影 忘了是什麼名字了,主角打開一個空間之門 發現裡面也是一個無比廣闊的世界。打開另一個空間之門,發現自己的世界只是無數空間中的一個。現在發現人腦結構和宇宙結構是一樣的,期待更多新發現吧

探索猫
2017-05-20

不說多維,就說空間三維,我想問一下,誰看到三維空間了?

所有物理概念,實質都是意識固定化的結果,而意識的固定化,即觀念的形成,並不是不變的,會隨著認知的發展,觀念也會改變。

人類認知世界,都如同其它所有生命一樣,是以“自我”對外界的感知,而感知都是從“自我”為主體的。這就產生了絕對觀和因果觀。所謂的維度,就是這種背景下產生的。

絕對觀其實就是意識從隨機性模糊性到固定化系統化後的穩定觀,人類對接觸到的所有事物都會形成一個觀念,這些觀念的形成就是穩定的,也就是固定化,另外也需要一個最穩定的“大背景”,這就是絕對觀的誕生原因。很多數學工具其實也是在這個觀念基礎上出現的,如笛卡爾的解析幾何。數學工具是建立在觀念(概念)基礎之上的。很多一神宗教都有一個基本的主張,那就是因果。因果觀是從絕對觀發展而來。人的意識進化中,意識從隨機模糊到固定化系統化之後就是建立前者之上的工具化,因果觀是絕對觀觀念之上的意識工具化後,再次返回對絕對觀念的再建立。不僅僅是宗教、哲學、科學觀都含有絕對觀念和因果觀念。這些是很正常的,這是生命認知的特性決定的。

個體的人對外界是以自我為中心的,而群體化思想也是一樣的。用穩定來理解、感應外部世界的複雜性,這是生命的基本能力。就如同一個照相機拍照一樣,照相機不穩定肯定影像也不穩定。動物通過進化會形成穩定的對外部感應系統,如鳥的頭部(如飛鷹、雞等),在身體不穩定的狀態下,會“自動對焦”,讓頭部穩定,可以清晰的看到目標獵物。

宇宙真的是多維的嗎?

人類意識進化史,就是人類的認知史,即巫術、宗教、哲學、科學的由來。人類主流認知體系是人類意識從模糊化、隨機化(原始經驗)到固定化、系統化(宗教、哲學),再到意識工具化(近現代科學)的過程。與作為人的個體從誕生、成長的意識進化走的是同樣的過程。而科學理論的誕生,也是同樣的從靈感突現到觀念系統化,再到工具化過程。

人的意識出現,從隨機、模糊升級到意識的固化、系統,自我的主體意識到觀念化形成這個階段,必定自我假定是穩定的、有規律的、因果的。所以從歷史長河看人類觀念認知為主導的主流思想,如巫術->宗教->哲學->科學觀等,就是從絕對觀到因果律、萬物有規律的認識觀。

科學,核心在於它就是人的應激感應,即經驗認知以及經過思維加工後並得到檢驗的經驗認知,這種感應是建立在事物之間的聯繫上的。沒有聯繫、沒有運動就無法形成應激感應,也就不能形成人對世界的經驗,沒有經驗認知,內心再複雜再龐大的意識思考都沒有真正的意義。

宇宙真的是多維的嗎?


那麼為什麼偏偏將空間和時間綁定在一起?這是因為運動的描述就是按空間對時間的各種關係來進行的,速度、加速度都是這樣。同樣的,還可以同其他觀念下的概念來描述運動,這早就有了:對於宏觀系統,牛頓力學也並不是唯一的理論工具,分析力學使用的基本概念是約束量(如能量),而不是力。一個空中呈現拋物線的運動物體,它的運動軌跡是由動能和勢能所約束的。這裡沒有用到力的概念。

或許以後可能有人會將信息與時間-空間綁定在一起,在某個極限範圍內,時空不存在,僅僅存在信息。時空是信息的有序化。可以用信息熵概念重新建立更大框架下的理論。這其實都沒什麼神奇的。

踏浪而来37326050
2017-03-05

宇宙你究竟還有幾多個宇宙?我想看一看你的真面目,當我一層一層的認真看你時,怎麼是空的呢?我無法相信自已的眼晴,我博覽群書,希望在群書的海洋裡能覓到你的一頁,但關於你的一頁,實在是太多太多了,讓我無從覓起,因為關於你的那一頁還比你更深奧,宇宙呼你深奧嗎?你的數字只有一個0以及一個1,而你的出處,只是從一位智者在他的一個八卦池裡,而跳越逃出來遊戲的二條陰陽魚而已。

以上所說的只是我個人的憶想,而有不當,請原諒!謝謝!

默然139394351
2017-02-23

宇宙是多維但並非這些人說的點面體時間等,確切說應該大空間內存在小空間,小空間內有微空間,如此至無窮。每個空間有自己的出現,發展,滅亡的時間軌跡。

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