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維度是一種人為臆想的概念,還是真實的存在?維度的本質到底是什麼?

維度,是所有人都非常熟悉的一個辭彙。相信很多人在童年時期第一次接觸維度這個概念是在一部非常火爆的動畫片中,也就是老少皆宜、耳熟能詳的《哆啦A夢》,哆啦A夢有一個「四維空間兜」,能夠放下無數的東西。所以很多人從那個時候起就想要弄明白什麼是四維空間,維度到底是什麼。至少我是這樣的。維度定義了我們所在的時空。根據愛因斯坦的理論,我們處於一個四維世界之中,三維空間再加上一維時間就構成了我們的世界,如果沒有這一維時間的加入,那麼我們所處的三維空間將是一種靜止的狀態。

我們所處的四維世界是不是時空的最高形態呢?四維世界是三維空間加上一維時間,那麼真正的四維空間又是什麼樣子的呢?這我們就要從頭說起了。維度從低到高,首先是零為空間,也就是一個點。接下來是一維空間,也就是一條線,再往上是二維空間,也就是我們通常所說的一個平面。再往上就是我們所在的三維空間了,這個空間也就是我們通常所說的立體空間。那麼再往上呢?四維空間是什麼樣子的?四維空間之上是否還有五維空間呢?五維空間又是什麼樣子的呢?空間的維度是否有盡頭,最高是多少呢?

關於維度,我們可以使用數學公式來進行說明,但是那樣看起來就有些晦澀難懂了,所以我們還是從幾何的角度來闡述維度的意義。其實維度的劃分是很容易的,在一個空間之內能夠划出幾條相互垂直的直線,那麼這就是幾維空間。零維空間沒有直線,所以是一個點。一維空間有一條線,所以是一條線。二維空間是一個平面,在上面我們能夠划出兩條相互垂直的直線,而無論如何也不可能划出第三條直線與這兩條線都相互垂直,所以這就是二維平面。而在我們所處的立體空間之內,我們能夠划出三條相互垂直的直線,也就是長寬高,所以這是三維空間。

以此類推,所謂的四維空間實際上就是能夠划出四條線,它們全部相互垂直。這可能有些難以理解,但是你可以想像一個大的正方體中間有一個小的正方體,這種套式的結構之中,你可以將大正方體的角和小正方體的角連線划出第四條與長寬高都相互垂直的直線。有興趣可以在紙上試一試,有助於幫助你理解四維空間。根據這個理論,幾維空間就能划出幾條相互垂直的直線,那麼宇宙的維度似乎是沒有上限的,至少在理論上是如此。那麼維度到底是不是真實存在的呢?這是一個非常難以回答的問題,但是維度的存在對於我們卻很重要。

我們都知道,現代物理學的兩大基礎是量子力學和廣義相對論。但是二者存在著根本性的矛盾,只有將二者統一創造出大一統的理論,才能夠真正破解宇宙的謎題。而最有可能成為大一統理論的就是科學家們倍加推崇的超弦理論。但是超弦理論有一個問題,就是物理學中無法理解無窮大的意義,要破解這一點就必須要引入維度的概念,否則超弦理論則難以實現。從這一點來說,維度似乎是科學家們創造出來的一個概念。你認為維度是否是真實存在的呢?你認為宇宙之間是否存在著我們現在還無法徹底理解的更高維度?


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