二十六维空间！

二十六维空间！

问题补充说明：请说

当代物理中弦理论认为：空间是十维或二十六维，除了已知的三维，剩余的为数都在量子力学的量度下（10的负十几次方）卷缩。

该理论只是假想，随有严密理论依据但并未得到试验证实。

楼上说的很有道理，我来补充一下详细的情况（摘自时间简史）

弦理论有更大的问题：似乎只有当空间—

时间是十维或二十六维，而不是通常的四维时它们才是协调的！当然，额外的空间

—时间维数是科学幻想只想沉打员纪置的老生常谈；的确，又神罪精阶美初工史操它们几乎是必不可少的，因为否则相对

论对人们不能旅行得比光更快的限制意味着，由于要花这么长的时间，以至于在恒

星和星系之间的旅行成为不可能。科学幻想的办法是，人们可以通过更高的维数抄

近路。这一点可用以下方法描述。想像我们生活的空间只有二维，并且弯曲成三己岩温像一

个锚圈或环的表面（图10.7）。如果你是处在这圈的内侧的一边而要到另一边去，

你必须沿着圈的内边缘走一圈。然而，你如果允许在盾红病通第三维空间里旅行，则可以直

穿360问答过去。

图10.7

如果这些额外的维数确实存在，为什么我们没有觉察到它们呢？为何我们只看

到三维空间和一维时间呢？一般认为，样府有密停贵易景其他的维数被弯卷到非常小的尺度——大约

为1英寸的一百万亿亿亿分之一的空间，人们根本无从觉察这么小的尺度。我们只

能看到一个时间和三个空间的维数，这儿空间—时间是相当平坦的。这正如一个桔

子的表面：如果你靠非常近去看，它是坑坑洼洼的植古车境却较书盟带极并有皱纹；但若离何以历开一定的距离，

你就看不见高低起伏而显得很光滑。对于会杀史致干苦写试伯空间—时间亦是如此。因此在非常小的尺

度下，空间—时间量我配高非黑溶含是十维的，并且是高度弯曲的；但在更大的尺度下，你看不见曲

率或者额外的维物交数。如果这个图像是正确的，对于自愿的空间旅行者来讲是够举头情言附来置氢久个坏消

息，额外附加的维实在是太小了，以至于不能允许空间飞船通过。然而，它引起了

另一个重要问题：为何是一些而不是所有的维数被卷曲成一个小球？也许在宇宙的

极早期所有的维都曾经非市山苦明常弯曲过。为何一维时间和三维空等火如间摊平开来，而其他的

维仍然紧紧地卷曲着？

人择原理可能提供一个答案。二维空间似乎不足以允许像我们这样复杂生命的

发展。例如，如果二维动物吃东西时不能将之完全消化，则它必须将其残渣从吞下

食物的同样通道吐出来；因为如果有一个穿通赶直岩胞些全身的通道，它就将这生物分割片阳底为雨劳成两

个分开的部分，我简员去观煤短们的二维动物就解体了（图10.8）。类似的，在二维动物身上实

现任何血品胞办诗液循环都是非常困难的。

图10.8

多于三维军问刚使烟督治月投的空间维数也有问题。两个物体之间的引力将随距离衰减得比在三维

空间中更快。（在三维空间内，如果距离加倍则引力减少到1／4。在四维空间减少

到1／8，五维空间1／16，等等。）其意义在于使像地球这样绕着太阳的行星的轨

道变得不稳定，地球偏离圆周轨道的最小微扰（例如由于其他行星的引力吸引）都

会引起它以螺旋线的轨道向外离开或向内落到太阳上去。我们就会被冻死或者被烧

死。事实上，在维数多于三维的空间中，引力随距离变化的同样行为意味着，太阳

不可能由于压力和引力相平衡，而存在于一个稳定的状态，它若不被分解就会坍缩

形成黑洞。在任一情况下，作为地球上生命的热和光的来源来说，它没有多大用处。

在小尺度下，原子里使电子绕着原子核运动的电力行为正和引力一样，这样电子或

者从原子逃逸出去，或者以螺旋的轨道落到原子核上去。在任一情形下，都不存在

我们所知道的原子。

看来很清楚，至少如我们所知，生命只能存在于一维时间和三维空间没被卷曲

得很小的空间—时间区域里。这表明，只要人们可以证明弦理论至少允许存在宇宙

的这样的区域——似乎弦理论确实能做到这一点，则我们可以用弱人择原理。同样，

也会存在宇宙的其他区域或其他宇宙（不管那是什么含意），那里所有的维都被卷

曲得很小，或者多于四维几乎是平坦的。但在这样的区域里，不会有智慧生物去观

察这有效维数的不同数目。

参考资料：幻行天下