不可能觸碰的界線！？如果你能進入十維空間，你將會體驗到什麼？【地球旅館】

我們常說宇宙非常龐大奧妙 而人類卻非常渺小 雖然宇宙中有很多層面是我們人類目前還理解不了的 但是物理學家已經開始嘗試通過各種方程式推理出宇宙的存在形式了 我們現在所知道的人所存在的這個空間 它是由長 寬 高形成的三維空間 當然也有人認為在三維空間中 再加上一個時空軸就能夠形成四維時空的概念 那麼再高維度的空間到底是怎麼樣的呢? 目前科學家已經推測出了高維度的理論了 還一直推測到了十維空間 如果我們真的到了那個維度 我們將會體驗到什麼呢? 那今天我們就來聊聊這個話題 日裔美國籍的理論物理學家加萊道雄 曾經舉了兩次的例子 日裔美國籍的理論物理學家加萊道雄 曾經舉了這樣一個例子 他小的時候經常到一家日本茶館的後院玩耍 因為那裡有一個池塘 他在那裡可以待上好幾個小時 這個池塘裡養了很多條鯉魚 這個鯉魚就滑動著魚鰭左右前後的遊動 加萊道雄形容說 這個池塘在我們看來就是一個平面的二維世界 裡面的魚並不知道在他們的上邊還有另一個世界 後來他就想 如果他把其中的一條魚撈出水面來 那麼這條魚就從二維世界來到了三維空間 他就會發現 在水面上的世界是一個更高維度的空間 在這裡一切都不同了 這裡的生物竟然不用在水中也能呼吸 他們不用擺動魚鰭也能夠移動 也就是說 有一種未知的物理法則 在支配著這個另外維度的世界 它的運作和二維世界是完全不同的 加萊道雄認為 我們人類就和魚沒什麼兩樣 我們一生都活在自己的三維池塘裡 對於未知的宇宙現象感到不可置信 他還提到 在三維世界裡 這個池塘容不下太多的物理法則 可是到了更高維度的空間 這個池塘就變得大多了 所有的物理法則就像拼圖一樣 能夠完美地拼接在一起 加萊道雄舉的這個例子 很容易讓人明白 我們人的思維和感官其實也和魚一樣 只是侷限在這個三維的空間裡 那麼從某種層面上講 我們談高維度空間這個話題時 也算是打開了自己思維的一個過程了 俗稱開腦洞 維度這個詞我們聽得多了 但其實這個詞彙在科學裡 並不能是指另一個宇宙的意思 維度在科學和數學上 指的是可能的運動方向 假設我們畫了一條直線 那麼沿著這條線的運動就是一維運動 在一維世界中 所有的東西都在這條直線上 現在我們沿著這一條直線的直角 也就是90度的方向 再畫上第二條線 兩條線構成的平面 可以讓我們看到兩個維度上的移動 那麼要獲得第三個維度 我們就需要再畫上另一條 垂直於前兩條線的直線 在這種情況下 深度就出現了 每個維度都可以讓我們 在上面移動獨特的方向 每個方向的運動 都是獨立於其他方向的運動 我們畫出的三維空間 包含了我們熟悉的所有運動 上下左右和前後 可是在這個三維世界裡 似乎沒有適合第四條垂直線融入的地方了 那麼物理學家是怎麼推測出 四維空間的形式呢? 在牛頓經典物理學的範疇裡 空間是三維的 而時間是均勻的 並不會隨著外界變化 但是愛因斯坦並不認為 時間這個參數是靜止不動的 他通過相對論公式 看到了不均勻分佈的時間 比如在黑洞周圍度過了一個小時 可能在地球上就已經過去幾十年了 正是因為愛因斯坦 看到了時間的這種可變化性 所以他將時間獨立出來 並將它看成是一種宇宙參數 於是時間被當作全新的維度 融入了宇宙的描述之中 這就是四維空間概念的來源 目前我們人類能夠理解的 也就只能是這樣的三維空間 因為我們是三維生物 活在三維空間中 就像是一個二維世界裡的生物 因為二維空間裡沒有深度 只有長度與寬度 如果讓這個二維生物去看一個三維的球體 那麼他只能看的是這個球體的面 也就是一個圓 所以我們作為三維生物 只能看到四維空間裡的截面 也就是時間的某個點 或者是現在的你我他 換句話說就是此時此刻的世界 因此我們對於時間的理解 一直不夠透徹 畢竟也是運用三維空間裡的思維 去想四維空間的運作 那麼科學家們推出的 各層高維度的假設和理論 是怎麼樣的呢 接下來我們就嘗試打開自己的思維 來一趟天馬行空的想像 在四維空間裡 我們可以看到一個時間軸上的不同的自己 比如我站在現在的基點上 就能夠看到過去十分鐘的我 和未來十分鐘的我 就像大家現在看的這個視頻 下面有一個時間軸 可以按照自己的喜好 重複的或者是跳過某些情節 然而這個能力也是有侷限性的 因為我們只能夠在一個視頻裡 做這樣的控制 並不能干涉到其他的視頻 這就是四維空間 來到五維空間 視覺就拓展開來了 我們可以同時看到自己一生的所有片段 還能從片段中獲得非常詳細的資訊 又或者總結出一生中做了些什麼事 這可以說是掌握人生的寫照了 那麼六維空間又是怎麼樣的呢 我們將能夠看見所有可能發生的結果 在人生中 當我們做出不同的選擇 就會帶來不同的結果 比如上大學選擇的科系不一樣 那麼以後投入到的行業可能也會不一樣 在六維空間裡 所有的選項都像是一棵樹 發展出來的樹叉一樣 我們都能夠清楚看得見 所以在這個維度上 我們會看到當了醫生的我 做生意的我 做廚師的我 搬到國外的我 等各種可能的結果 然而我們從剛纔到現在的所有的想像 都是基於一個起點所發展出來的 那麼如果起點發生了一點點的變化 可能就會產生蝴蝶效應 在混沌學中 系統的演變對於初始條件是非常敏感的 也就是說在一個動態系統中 初始條件發生細微的變化 就可能帶來巨大的連鎖反應 舉個例子 如果萬有引力的常數發生了變化 如果它變得強一點 那物質就會一起崩塌 如果它稍微弱一點 恆星就不會形成 在七維空間裡的生命 就能夠看到從所有初始條件出發 而發展出來的結果 可以說是生命在此獲得了終極的自由 我們再想像一下 這些在七維空間中能夠看到的景象 都是可以被描繪在一張紙中的 但在八維空間 生命能看到的就不只是這幾張紙了 而是堆疊的紙 甚至是一個圖書館那麼多的紙 在這個八維空間基本上是無所不知了 這麼看來 八維世界的生命已經是全能的了 然而從四維到八維空間的想像 都是在一套固定的物理定律的基礎上 去發揮想像的 比如說固定的地心引力 光速等等 但是如果在高維度空間起作用的定律 完全不同呢 所有的東西都改變了 整個規律是不一樣的 物理定律是不一樣的 那麼這個時候會怎麼樣呢 或許到了九維空間就能夠理解了 不同的宇宙 可能是由不同的物理定律在起作用 一切原有的概念 在這個層次上已經不適用了 最後不同的物理定律 在十維空間裡看來 只是宇宙中的一個小盒子 在這個維度中有無數個這種小盒子 裝著無數不同的物理定律 人能夠想像的東西存在 不能夠想像的也存在 這個生命不侷限在遊戲的規則當中 它在創造遊戲 以上從四維到十維空間的假設非常大膽 但實際上不同維度的形式是不是這樣 我們也無法斷定 一直以來物理學家都在試圖瞭解 宇宙是如何運作的 愛因斯坦的《廣義相對論》 從宏觀上描述了宇宙的運作 他認為空間本身是有形狀的 當沒有任何物質或能量存在時 空間應該就是平直光滑的 當一個大質量的物體進入空間之後 平直的空間就發生了彎曲凹陷 所謂引力就是因為這樣的空間彎曲而導致的 而量子力學卻從微觀上描述了宇宙的運作 在微觀世界裡 空間根本就不是平滑的 而是有無數的粒子在劇烈的活動 然而這兩種理論都通過實驗證據 獲得了廣大的支持 這就讓今天的物理學家頭疼了 要同時運用兩種正確的理論去解釋 宇宙是怎麼運作的矛盾就產生了 就像是我們說的池塘裡的魚 根本就無法理解水上的世界是怎麼樣的 在高緯度空間 所有的物理法則或許都能夠像拼圖一樣 刻意完美地拼湊在一起 所以很多物理學家就認為 宇宙更有可能是被一個單一的理論所控制 這個理論能夠解釋所有觀察的結果和數據 1984年米加勒·格林和馬蒂亞斯·舒瓦茨提出了超弦理論 物理學家都認為 這很可能就是那個能夠解釋所有現象的理論 是他們要找的答案 我們知道物質是由基本粒子組成的 但是超弦理論認為 所有的粒子都是由一根根一維的弦組成的 這些弦實質上是很小的能量鏈 而且在不斷地振動著 能量鏈不同的振動模式 會對應到自然界的各種基本粒子 也就是說宇宙的所有的微觀的粒子 比如電子 夸克 中微子等 都是由這個能量鏈所組成的 通過數學計算 超弦理論預測了世界的維度是9維 再加上時間這個維度 最後得出了10維時空的結論 當然超弦理論還衍生出了M理論 在M理論當中時空變成了11維 那些我們今天先不談了 那麼能量鏈是如何成為一個大一統的理論呢 根據科學家們的說法 因為弦線是一維的 而且有長度 那麼這些非常小的弦 就能夠連接粒子和粒子之間的距離 它們就會塗抹小距離內的相互作用 這種塗抹使時空足夠平滑 使也粒子能夠與其他的量子場粒子相互作用 從而統一了兩組定律 所以各種粒子彼此之間的差異 只能是弦線的長度 振動的參數和形狀的不同而已 這樣就消除了相對論和量子力學的矛盾 然而超弦理論依然還是一個假設性的理論 它也面臨著一些嚴重的爭議和困惑 有部分科學家覺得 它可能與現實世界的觀測和實驗 存在一定的差距 甚至是不符合 這樣就會帶來一個嚴重的問題 如果一開始的假設都錯了 那麼後面所推測出的一切就全都錯了 接下來我們試著跳出科學家的框框 去看看這個世界 現在科學家已經發現了 人的腦細胞和宇宙的星系羣長得非常的相似 在宗教界裡也有類似的說法 比如佛教經書《華嚴經》中提到 佛土生五色徑 一花一世界 一葉一如來 意思是一朵花是一個宇宙 一個人身也是一個宇宙 或是《唯摩結所說經》 《不思議品》中所說的 虛迷藏芥子 芥子納虛迷 這裡的意思就是 高大如虛迷山者仍可以被縮小到 能夠放入芥子的程度 而虛迷山的本質仍然不變 這真的是很不可思議 還有道家也說 人體就是一個小宇宙 人體和宇宙是一一對應的 宇宙中有什麼 人體也相對應著有什麼 人體相當於一個縮小版的微宇宙 這是一種天人合一的概念 這些都體現了局部隱藏著整體的痕跡 整體存在於每一部分 這樣的一個中心思想 我們之前和大家談過的 曼德伯集合說的分形理論 也是同樣的道理 在曼德伯這個集合圖案中 一直往微觀看下去 就會發現相似 但不完全相同的細節重複出現 在自然界的一切都存在著這種自相似性 比如一棵樹的整體形狀 和樹枝的形狀非常相似 羅馬花椰菜細看的話 上面全都是小小的花椰菜 如果宇宙就是這樣設計好了的 那麼我們肉眼所見的三維世界 實際上是不是更高維度整體的一個投影呢 由於我們不能夠看到更高維度的整體性 而誤以為我們所看到的一個個人 或者是物是獨立的個體 但實際上它們都有可能是整體的一部分 我們可以大膽推測或者是開個腦洞 我們在自然界中所觀察到的 這些五花八門的碎形圖案 會不會是微觀的碎形時空 向外堆砌而形成聚光物質時 所殘留的遺跡呢 這會不會就是科學家們所要找的維度呢 大家覺得呢 歡迎留言和我們分享一下 好的 今天的節目就分享到這裡了 喜歡我們頻道的話 就記得訂閱 按讚 分享 還有打開小鈴鐺 我們下期再見