物理學家說：額外維度，已經不新鮮了

除了我們熟悉的四個維度（三個空間維度和一個時間維度）外，世界上是否還有更多維度的存在？我們能在一些科幻小說、影視作品裡面看到許多類似概念的設定。比如電影《奇異博士》或者《星際穿越》中天馬行空的多維度想像。不過，這個「神秘」的問題，對科學家們來說一點也不陌生。早在上個世紀他們已經推測出額外維度的存在，並將其理論用於物理研究中。

1921 年，數學家西奧多·卡努扎就將廣義相對論推廣到五維時空。到了 1926 年，瑞士數學家奧斯卡·克萊因計算得出，額外維度會捲曲成一個極其微小（僅 10-33cm）的圓圈。後來，哈佛大學教授麗莎·蘭道爾和她的同事拉曼·桑卓姆更進一步，運用萬有引力的現象來證明額外維度可能存在。

這個現象與我們的日常生活有關：為什麼相比其他作用力（如電磁力），引力的作用如此微弱？麗莎·蘭道爾和拉曼·桑卓姆認為，因為在四維時空之外，存在著可以傳遞引力的額外維度，使得大部分引力都擴散到這些維度上。

形象點說，讓我們想像現在有兩個粒子的存在，Alice 和 Bob，他們之間有引力（萬有引力波）的相互作用。我們把引力波比作水紋；把中間傳播的通路比作水渠。當額外維度不存在的情況下，引力波直接在雙方之間傳播。而當額外維度存在的時候，「水渠」會變窄，寬度相當於額外維度的大小。所以，水紋在傳播的過程之中，受到「水渠尺寸」的限制，導致引力波變形，能量損耗（例如，與「管壁」間的相互作用）。因此，物體間相互作用力減弱（也可以稱作被額外維度稀釋）。

現階段，科學家們還通過對額外維度定性、定量，來研究物理界的「世紀難題」——級列問題。但是由於額外維度太小了，我們現有的技術水平還無法檢測出來，使得研究的進展難以突破。

不過，設在日內瓦歐洲核子研究中心（CERN：Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire）的大型強子對撞機（LHC：Large Hadron Collider）已經通過高能質子對撞產生新的粒子，並發現產生質量的希格斯玻色子（描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子）的存在。或許在不久的將來，LHC 在高能反應中，還能找到預言額外維度存在的卡魯扎-克萊因粒子。

- End -

粹客網是國內首個關注前沿科技領域的科技新媒體和創業服務平台。我們提供最貼近商業化的前沿科技創業報道、最新最全的科技動態資訊以及深刻獨到的行業觀點。堅持挖掘有價值的創新創業項目，致力於成為創新創業者的前沿陣地。

每月精彩評論將有機會獲得神秘禮品，線下活動 or 商業合作請私信微信公眾號（cheekrnews）或發郵件到粹客網官方郵箱。