第88章 維度

山、海、遙遠的恆星。

所有這一切都存在於空間中，如我們一樣。我們的身體會佔有一定的空間，當我們在路上行走時，我們在空間中穿行。

但是什麼是空間？甚至說它真的是一個實際的物理實體嗎？

早在1717年，就有人圍繞這個問題展開了一場爭論。300年後的今天，爭論仍在繼續。

你或許會認為物理學家已經解決了「空間」問題。

數學家赫爾曼·閔可夫斯基和物理學家阿爾伯特·愛因斯坦等人教導我們，將空間和時間看做為一個統一的連續體，有助於我們進一步了解如星體一類的大尺度宏觀物體和如原子般的小尺度微觀物體的運動。

儘管如此，我們還是沒能解決「空間是什麼」的問題。如果將宇宙中所有的物質都吸出去，那麼空間還會存在嗎？

21世紀的物理學與兩種截然不同的空間觀念——「關係論」和「絕對論」——相容。

這兩種觀點都應將它們受人歡迎的功勞歸功於安斯巴赫的卡洛琳，因為她是一名德國出生的英國女王，酷愛哲學。

卡羅琳是一位敏銳的哲學家，18世紀初，她計劃讓她這個時代的傑出哲學互相競爭。那時在歐洲大陸上，哲學家正被「唯理論」困住，往往紙上談兵。

與此同時，英國的哲學家卻正在發展以觀察結果為基礎的科學理論，一種「經驗論」。他們崇拜的是如羅伯特·波義爾和艾薩克·牛頓這樣的科學家。

卡羅琳指定了兩個人，要求他們互通信件：一個是德國哲學家戈特弗里德·萊布尼茨，一位卓爾不凡的唯理論者；另一個則是牛頓的密友，英國哲學家塞繆爾·克拉克。兩人同意交換信件，並且這些信件後來在1717年被發表為一個《論文集》。

沉悶的標題聽起來或許並沒什麼新意，但它們的價值卻是顛覆性的。這些論文里探討的核心問題之一就是空間的本質。

萬物？還是虛無？

恆星之間存在空間嗎？關係論者萊布尼茨認為空間是指事物之間的空間關係。例如澳大利亞是在新加坡「南部」，這顆樹在灌木叢「左邊三米處」左右，你站在灌木叢「後面」等等。

這意味着空間不會獨立存在於它連接的東西之外。對於萊布尼茨來說，如果物體不存在，就不可能存在空間關係，也就是說如果我們的宇宙被毀滅，那麼空間就不會存在。

相反的是，絕對論者克拉克認為：空間是一種無處不在的所在，它是一個巨大的容器，包含宇宙中的萬物：恆星、行星，還有我們。

是空間的存在才讓一個物體從一個地方到另一個地方的移動變得合理，讓整個物質宇宙通過空間移動變得有意義。

更重要的是，克拉克認為空間是神聖的：空間是上帝在世間的存在。

從某種程度上說，空間就是上帝。對克拉克來說，如果我們的宇宙被摧毀，空間將仍會在那。就像你不能刪除上帝一樣，你無法刪除空間。

萊布尼茨和克拉克的通信引爆了18世紀初的一波辯論。像牛頓這樣的已經參與到辯論中的思想家，被拉入這一問題的更深處。

牛頓認為，空間不僅僅只是物質物體間的關係，它是一個所有一切都與之相關的絕對實體。

這導致了「相對運動」與「絕對運動」間的區別，例如地球相對於其他物體——如太陽——移動，但它相對於空間來說，它也是在絕對地運動。

後來加入這場辯論盛會的還有其他大哲學家，如伊曼努爾·康德，他就相信空間只是人類用來理解世界的一個概念，而不是一個真正的實體。那時不是只有哲學家和物理學家才能對空間發表看法，無論是批發商還是佃農，誰都有權各抒己見。

人們對克拉克認為空間就是上帝的觀點特別躁動，大家問這是否意味着我們一直繞着商定運動？所以說上帝不僅是能看到所有的一切，他也無處不在？他們還也擔心一些「大事情」，例如鯨魚比一個神職人員佔據的空間還要大，那是不是鯨魚比神職人員更神聖呢？山也是如此之大，那山也像上帝嗎？

20世紀偉大的哲學家伯特蘭·羅素曾經說，我們不應該根據大小而選擇崇拜。

他寫道：「牛頓爵士可比河馬小多了，但我們並不會因此認為他的價值比那頭野獸要低。「不過18世紀的一些思想家或許不會贊同羅素的話，因為他們曾真的擔心過，比起牛頓，河馬是否更應該被崇拜。

到了今天，辯論中與上帝有關的那部分觀念已幾近消失。然而，一些當代哲學家認為，刨去跟宗教有關的那部分，當前的物理學理論實際上是支持克拉克的觀點的，即時空是一個巨大的容器，我們所有的人都圍繞着它而行進。

還有一些現代哲學家認為，最好的物理學理論能兼容這兩種不同觀點，也還存在其他理由來相信萊布尼茨的理論是正確的。如果物理學真的與絕對論或關係論相容，那麼或許我們應該把關係論作為更簡單的理論呢？畢竟，我們為何非得假定一個巨大的像容器一樣的實體呢？

作為一個研究空間和時間的歷史學家，我對這場300年前就開始的辯論會如何演變感到着迷，300年前開始的事情如何展開和成長。

顯然，雖然萊布尼茨和克拉克的信件論文在哲學之外並不為人所知，但他們開始的這場辯論卻一直繼續，其功勳章也有安斯巴赫的卡洛琳的一半。

那麼空間跟維度又有什麼關係？

「維」是一種度量，在三維空間坐標上，加上時間，時空互相聯繫，就構成四維空間。

科學家的理論認為整個宇宙是十一維的，只是人類的理解只能理解到3維。

打個比喻：一個智能生物生活在我們周圍，但只能理解二維，那它就處在二維空間了嗎？但在它們周圍的我們卻分明認為是三維空間，雙方都是智能生物，誰對誰錯？

零維：沒有長寬高，單純的一個點，即奇點[1]，黑洞也是奇點。

一維：只有長度，即線。

二維：平面世界只有長寬，即面。

三維：長寬高立體世界我們肉眼親身感覺到看到的世界三維空間是點的位置由三個坐標決定的空間。客觀存在的現實空間就是三維空間，具有長、寬、高三種度量。數學、物理等學科中引進的多維空間概念，是在三維空間基礎上所作的科學抽象，而三維空間又叫做四維時空。

四維：一個時空的概念日常生活所提及的「四維空間」，大多數都是指阿爾伯特·愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的「四維時空」概念。

我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係，是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸，而這條時間的軸是一條虛數值的軸。

根據阿爾伯特·愛因斯坦相對論所說：我們生活中所面對的三維空間加上時間構成所謂四維空間。

五維：在這個空間中時間或許是以具體的以線的方式存在

弦理論預言空間維度總共有十一個維度，再加上反物質空間等特殊空間，大概有26個空間，但我們人類僅探索到五個維度，而其它的六個維度則被稱為超空間。

零維是點，一維是線，二維是面，三維是靜態空間，四維是動態空間。

我們在物理學中描述某一變化著的事件時所必須的變化的參數。這個參數就叫做維。幾個參數就是幾個維。比如描述「門」的位置就只需要角度所以是一維的而不是二維。

點動成線，線動成面，面動成體

若干的點成線，若干個線成面，若干個面成體

因為人的眼睛只能看到三維，所以三維以上很難解釋。正如一個智力正常，先天沒有一隻眼睛，一隻耳朵的人，他就很難理解距離了,他很可能認為這個世界是2維的。

一個簡單的說法：N維就是N條直線兩兩垂直所形成的空間。

因為，人類只能理解到3維，所以後面的維度可以通過數學理論構建，但要仔細理解就很難.在量子力學,仍在建立的膜理論,認為宇宙是11維的。

《宇宙哲學》對宇宙維度數的觀點

在現實中，宇宙是五維的：

時間一維，空間三維，物質一維。共五維。

在精神中，是可以無限維的，因為精神是記憶於過去事物，在那裏可以天馬行空！

我們人類一直都在不斷的探索宇宙的奧秘，科學讓我們了解了很多，知道了很多，我們也從科學中探查到了許多我們不曾了解過的事情。

而我們對宇宙的認知，也一直都在不斷的加深，未來，我們人類該在宇宙中何去何從，這將是我們難以遇見的。

在探索過程中，我們知道了人類是生活在三維宇宙中的。宇宙維度從1維度開始，那麼0維度空間是什麼？看完長知識了！

據了解，空間緯度是科學家在提出平行宇宙的基礎上提出來的，現在的理論認為，整個宇宙的維度是11個維度，而我們所處的是一個三維空間。維度是從1開始的，那麼宇宙存在0維度的空間嗎？0這個數字一般就是代表什麼都沒有，空空如也。但有時候也會引申為「開始」的意思，即從零開始。

科學家表示，0維空間是一個沒有任何維度的空間，它沒有大小，沒有任何數據可以建立，因此也被用一個點來表示，而這個點就是奇點。物理學上給它的定義很矛盾，是一個存在又不存在的點，在這個點上，時間跟空間都具有無限的曲率，0維空間也被視為可以終結時間跟空間的奇點。

愛因斯坦在廣義相對論中也提到過，在一定情況下，奇點是必然存在的，特別是宇宙必須開始於一個奇點，但它又是一個沒有任何大小的點，就是實際不存在的點。相信在這裏大家已經被繞暈了，其實就是說，這個0一樣是萬物的開始，但是什麼都沒有，科學家經常用奇點描述黑洞中心。

因為黑洞也是一個密度引力極大的個體，而在黑洞中心會是密度最大的地方。向心力吸引極強，最後被壓縮成一個點，這個點也被稱為基點。看到這裏，大家應該懂了吧，其實宇宙中一共有11個維度，處於第三維度的我們是沒有辦法去了解比我們高級的維度的生命的形式，就像二維空間的生命沒辦法理解我們一樣。