從柏拉圖的《洞穴寓言》談四維宇宙

古希臘哲學家柏拉圖在他的作品《洞穴寓言》(Allegory of the Cave)中，描述了這樣一群囚徒：他們終生居住在一個黑暗洞穴中，脖子和腳被鎖住，無法環顧四周，只能面向洞穴岩壁。在囚徒身後，有一堆篝火。在篝火與囚徒之間，有著形形色色的物體，火光將那些物體的影子投射到囚徒眼前的岩壁上。這些二維影子就是囚徒們所能看到的全部，他們認為這就是現實世界。但真實情況是，世界要比他們認為的二維世界多出一個維度，鎖鏈讓他們無法回頭看到這個真實的世界。

柏拉圖的這一寓言，可能說出了我們的真實處境。

宇宙是三維的嗎?

我們也許正生活在一個巨大的宇宙洞穴中，這個洞穴在萬物之初就出現了。按照標準說法，宇宙是由一個密度無限大的點經過大爆炸而產生的。但通過最近開展的一些計算工作，我們可能會將宇宙的誕生追溯到大爆炸之前的紀元里，那時的空間要比現在的宇宙空間多出一個維度。即將開展的一些天文觀測，可能會找到這個「原初宇宙」( protouniverse)留下的一些蛛絲馬跡。

以往的經驗告訴我們，宇宙有3個空間維度和1個時間維度，我們將這種幾何結構定義為「三維空間宇宙」。但在我們的新宇宙模型里，這個三維宇宙不過是一個四維宇宙的投影。明確來說，我們整個宇宙誕生於高維宇宙中的一次恆星塌縮。這次塌縮在四維宇宙中產生了一個四維黑洞;黑洞的三維表面，就是我們生活的宇宙。

或許，不同維度之間的界限，並不像我們想像得那麼難以逾越;或許，宇宙基本原理是存在於另一個維度中的，然後被轉換到我們看到的這個三維世界中;或許，就像柏拉圖寓言中的囚徒，日常經驗欺騙了我們，讓我們誤以為世界是三維的，只有當我們把目光投向第四個維度時，一切才會豁然開朗。

通過嚴謹地研究四維宇宙，或許可以幫助我們了解宇宙的本質，回答宇宙起源之謎，比如創世的閃光——大爆炸之謎。現代宇宙學認為，在大爆炸之後，宇宙緊接著進入了空間極速膨脹的時期——暴脹(inflation)，在此期間早期宇宙的體積增加了1078倍以上。不過，暴脹學說仍沒能回答，是什麼導致了大爆炸。相比之下，四維宇宙模型回答了這個終極謎題：宇宙究竟從何而來?

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