高维空间物理学简介？以及相关的教材或著作？低维空间的呢？

2025-03-10 05:06:53

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回答1：

　　根据90年代提出的M理论（超弦理论的一种），宇宙是十一维的，由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里，宇宙只是四维的（三维空间和一维时间），现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。
　　科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢？他们打了一个比方：一只蚂蚁在一张纸上行走，它只能向右或向左，向前或向后走。对它来说高与低均无意义，这就是说，第3维的空间是存在的，但没有被蚂蚁所认识。同样，我们的世界是由四维构成的（三个空间维，一个时间维），但我们没有觉察到所有其他的维。
物理学家的解释
　　根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维，但这些维是看不见的，它们自身卷在了一起，被称为压缩的维。为了弄清这种看法，让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下，将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来，直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走，最后它又会回到出发点，这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的麦比乌斯带走，也会发生上述现象，当然，它是3维的，但如果沿着它走过，总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的，按照物理学它有3个维，但谁在上面行走，都只能认知人一个维。这就有点像左图上的人：上行或者下行，但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走，它就永远不会返回到原出发点。这就是二维（或者说被我们所感知的那种维）的例子，沿着它一直走，就不可能返回到原来的出发点。
霍金的解释
霍金提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。另一种说法，宇宙十一维是爱德华．维顿提出来的。
　　这些“维”同样是天文学家无法探测的。
有关维数的理论
　　以现今人类的智慧,维数是不可想象的.让我们从4维这个时间上为起点，这个时间概念仅适用于地球这个生命圈，其它星球肯定会存在不同形式的生命圈，那么整个宇宙会有无数个时间的概念，即无数个四维。如果大爆炸理论成立的话，这些无数的四维都存在一个质点内，你能想象在这个质点之外又多少个质点吗？如此，第5维空间为一个质点即宇宙。这就可以解释为什么佛经中记述圆满智慧者在芥子中可以见到大千世界（宇宙）的原理。又宇宙内外质点无处不在，物理学已经证明了光，电，磁均是粒子波动，同理人的思维，意识均将被证明是质点序列的波动。那么这个第六维应该是遍满一切处的，所有事物都是以概念区分的，是由我们大脑的意识所认知的，这样我们就可以将这个六维命名为"识"。至于第七维，试想你能跳出概念这个圈子吗？如果一切概念都抛弃的话，（连抛弃都是概念）应该说呈现出来（不能说还剩下）什么呢？我们暂时命名“空”吧，注意这个空可不是平时概念上的空无，也不是没有超弦理论的十维空间之后，推出了十一维空间的超膜理论。
“美国科学”上M理论的文章
　　在九八年二月的“美国科学”上，有一篇介绍M理论的文章。The Theory of M: M Stands for Magic, Mystery or Member （M理论：M代表魔术、奥秘或成员）。讲了统一场论的最新进展。一个粒子不但有电荷的相吸，还有磁场的相互作用。两者的统一构成引力。我们一直以为影响无限小的粒子的因素与影响着地球般大小的星球的因素是不同的。因为过去的所有理论难以用于同时解释粒子和星球的运动。也难以解释引力的形成。而M理论则正是一种正在形成的可以解释从无限小的粒子到无限大的宇宙的统一场地论学说。文章中说这个理论为近年来越来越多的实验所证实，可能是继相对论以来，本世纪最伟大的物理学理论之一。据说在超弦理论的研究中，发现十维空间还有理论漏洞，新的膜理论就再在超弦的线上展拓成超膜，以十一层空间来解释宇宙。而只有其中四维空间可为人类所感觉，其余的感觉不到的空间，就如声波和光谱一样，我们人类听不到的超声波和也看不到红外线，却不因我们的不能察觉而就可认为根不存在。正是在更高的空间里，物体的电场和磁场相互作用形成万有引力。也只有引入更多的空间才可以解释为什么分子的结构有左旋和右旋的向性不同。而宇宙的许多自然之谜如黑洞、超自然力、意志力、时空通道等，以更多空间的理论才有可能存在和解释。
【通俗解释】
　　大家都知道什么思“画地为牢”。就是你在一张纸上画一只老虎，然后你想困住它，怎么弄？哈哈，画地为牢，你只要在纸上画上一个牢，把纸里的老虎困住就行了。为什么老虎走不出来？因为在一张纸的二维平面里面，没有“高”这个概念。正因为如此，老虎才被人画牢所困。那么三维的老虎呢？三维的老虎需要真正的笼子，因为二维的牢困住二维的虎，三维的虎当然要用三维的牢才可以困住。也就可以所，二维的牢困不住三维的虎，因为三维的虎比二维的虎多出一个“高”来。就是说，在维度上，我们可以认为三维比二维高级。

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