你以為你知道的事情，其實連世界頂尖科學家都不知道。

下文節選自《一想到還有95%的問題留給人類，我就放心了》, 已獲出版社公司授權許可, [遇見數學] 特此表示感謝!

從新的維度探索未知

想要深入瞭解事物的本質，你必須對基本假設保持懷疑，並且重新審視那些看似早已有了答案的問題，比如下面這幾個：

• 肯尼迪是被外星人暗殺的嗎？
• 空間是否具有三個以上的維度？
• 宇宙的原動力是否來自獨角獸？
• 一個人可以天天只吃棉花糖而不長胖嗎？

對於這樣的問題，大多數人的回答是“不”或者“你該去看心理醫生了”，但有時重新審視這種問題，你會打開全新的思路，而新的認知可能大大影響你的日常生活。

空間是某種黏性的物質而不是空洞的背景—如果你接受了這一點，那麼現在請你假裝繫上安全帶，因為探索多維空間的腦內過山車即將發車。

在我們熟悉的三維空間之外是否存在維度更多的空間？是否有某些粒子或者生物可以在這些維度裡運動？如果真有其他維度存在，那它們是什麼樣子？我們可以用這些維度來存放鞋子或者肚子上的贅肉嗎？這些維度可以縮短我們上班的路程嗎？這可以讓我們抄近路去拜訪遙遠的天體嗎？這些聽起來很荒謬，但大自然的真相往往自帶荒謬感。

我們不知道答案是什麼，不過有些很吸引人的理論認為更高維度的空間是有可能存在的。就讓我們假裝戴上3D眼鏡，一起探索宇宙可能擁有的不為人知的一面（幾面）吧！

什麼是維度？

我們要先明確地定義維度。小說和電影中的維度（dimension）通常指這樣一個平行宇宙：一個和我們的世界相隔絕的獨立空間，有一套不同的運行規則，那裡的人可以擁有超能力。也許他們晚上出門會碰到閃閃發光的路人，還可以通過“時空門”進入另一個平行世界。這類故事很有趣，平行世界可能真的存在，但科學家說的維度可不是這個意思。

同一個詞在流行文化中的含義和在科學領域的含義竟然不一致？這往往是科學家的錯。當科學家需要給新想法或新發現命名時，他們會：（1）創造一個新詞（比如，用“系外行星”命名太陽系外的行星）；（2）使用具有相似含義的詞（比如，用“量子自旋”表示粒子的某種物理屬性，實際上這些粒子並不是真的在自轉，只是這個屬性和自轉運動具有相似的數學描述）；（3）借用已有的詞並賦予它完全不同的含義（比如，粲夸克並不迷人，但它在英文中就是叫charm quark，有色粒子並沒有顏色，但聽起來還是政治不正確）。

科學家口中的維度並不是某個可以用棉花糖付賬的巧克力平行世界，知道真相的你大概會指著科學家的鼻子，埋怨他們偷換概念。不過我勸你不要這樣做，因為在幾百年前，數學家和物理學家就開始使用這個詞了，所以偷換概念的其實是科幻小說家。

在物理學和數學領域，維度指的是運動的方向。如果你畫了一條直線，那麼沿著這條線進行的運動就叫作一維運動。

在一維世界裡，所有生物都生活在一根無限長的線上。因為不存在其他的運動方向，所以一維科學家永遠不能插隊或是彼此交換位置。他們就像項鍊上的珠子和串起來的棉花糖，永遠無法擺脫同一位鄰居，就算這位鄰居很美麗或者很美味。

接下來請再畫一條直線，與之前的那條直線垂直。這樣一來，沿著第二條直線的運動就完全獨立於沿著第一條直線的運動了。如果兩條線之間的角度小於直角，那麼沿著第二條直線的運動也會有一部分是沿著第一條直線的。在這樣兩條直線決定的平面上的運動就是二維運動。

沿一條直線的運動具有一個維度，而兩條直線所構成的平面上的運動就具有兩個維度。現在，我們已經描述了一維世界（線）和二維世界（平面）。要獲得第三個維度，你只需要再畫一條與前兩條直線分別垂直的直線。第三條直線延伸的方向，就是平面的上方和下方。

這就是維度的含義：每個維度都代表一個獨立的運動方向，獨立的意思是，你在某一個方向上的運動與其他方向上的運動無關。