宇宙中的這些高維度存在於什麼地方？

如果超空間確實在自然界中存在，而不是僅僅存在於純數學中，那麼弦 理論家們就必須要面對遠在1921年就閑擾著希奧多爾?卡魯扎（Theodr Kaluza)和菲利克斯?克萊恩（Felix Klein)的同樣的一些問題，那時他們建立了 世界上第一個高維數理論:這些高維度存在於什麼地方？

卡魯扎，過去是個默默無聞的數學家，給愛因斯坦寫了一封信，建議用五個 維度（一個時間維度和四個空間維度）來構建愛因斯坦的方程式。

從數學上來 講，這不成問題，因為愛因斯坦那些等式以任何維度都可以寫得面面俱到。但是 那封信中包含了一項令人吃驚的發現:如果人為地把這一個五維方程式中所包 含的那些四維部分分離出來，你會自然而然地發現麥克斯韋的光理論，

簡直像變 魔術一樣！換句話說，只要我們簡單地加上一個第五維度，麥克斯韋的電磁力理 論就從愛因斯坦的引力方程中脫穎而出了。雖然我們看不見第五維度，但第五 維度可以形成波紋，而它們是與光波對應的！這是個皆大歡喜的結果，因為過去 150年中，一代又一代的物理學家和工程師都不得不死背艱澀的麥克斯韋方程 式。而現在，這些複雜的方程式輕而易舉地就從第五維度中我們可以找到的最 簡單的振動中顯現了。

想像一池淺水中魚緊貼著荷葉下面遊動的情景，

把它們的「宇宙」想像成只 有兩個維度。我們的三維空間可能就超出了它們的體驗。但是可以有一種方法 使它們察覺到第三個維度的存在。如果下雨了，它們可以清楚地看到水波形成 的影子沿著池塘的水面漫延開去。與此類似，雖然我們看不見第五維度，但第五 維度中的波紋，在我們看來就是光。

(卡魯扎的理論非常之美，而且非常深刻地揭示出對稱性的力量。後來又 證明，如果我們在愛因斯坦原來的理論中加進更多的維度,並使它們振動起來， 那麼這些高維度的振動就會再現弱核力和強核力中的W -玻色子和z-玻色子， 以及膠子！如果卡魯扎推出的體系是正確的，那麼顯然宇宙要比以前所想像的 簡單得多。只須簡單地把越來越高的維度振動起來就可以再現主宰著世界的許 多種力量。）

雖然愛因斯坦對這一結果大為吃驚，但它聽起來太完美了，令人難以相信是 真的。隨著時間的推移，陸續發現了一些問題，把卡魯扎的想法駁得一無是處。 首先，這個理論充斥著奇異與例外條件，這是量子引力理論的通病。第二，它還 有一個更加令人不安的問題：為什麼我們找不到第五個維度？當我們向空中射 箭的時候，

我們沒看到它們消失在另一個維度中。想像一下煙的樣子，

它可以慢 慢地瀰漫到空間每個地方。由於從來沒有人觀察到煙消失在一個更高的維度 中，物理學家們意識到，更高的維度即使存在，也必然比原子還要小。過去100 年中，神秘家和數學家都有了有關高維度的想法，但物理學家對此嗤之以鼻，因 為從來沒人見過物體進入更高的維度。

為了拯救這個理論，物理學家不得不提出，這些高維度是極小的，所以在自 然界中是觀察不到的a由於我們的世界是個四維世界，這就意味著，第五個維度 只能卷在比原子還小的圈裡，通過實驗是無法觀察到的。

弦理論也必須面對這一同樣的問題。我們必須把這些沒人需要的高維度卷 在一個非常小的球里（這個過程叫做「緊緻化」）。根據弦理論，宇宙原來是10 維的，所有的力都由弦來統一起來。然而，10維超空間是不穩定的，於是10個 維度中有6個開始卷[111到一個微小的球中，而其餘的四個維度則隨著大爆炸四 外擴散開去。我們看不見其他這些維度的原因，是因為它們比原子小得多，因此 沒有東西能夠進到它們裡面。（事實上走近了看，發現它們原來有二維表面，或 者說是管形的，只是由於這第二維從遠處看是縮起來的，因此看不見。）

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