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真的有多维度空间吗（存在多维度空间吗）
发布时间：2023-03-02 18:26:32
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大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于真的有多维度空间吗的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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本文目录:
一、我们身边都是三维，真的有存在四维世界吗？
虽说人类一直生活在三维世界中，但是根据科学家的推测，宇宙是其实是有很多维度的。但是人类被控在三维世界中无法向更高的维度探索。不过科学家研究表明，世界上或许真的存在四维世界。
证实四维空间存在的是十九世纪中期德国的一名安静且多病的数学家，名叫波恩哈德·黎曼。他的同事说，他除了身体状况差一点之外还是一名疑病患者。然而就是这样一个多病灾的普通人在今后的人生中为学科界做出了不可磨灭的贡献。
他的祖母在他上中学的时候去世了，着给了他带来了非常的大的打击，曾因此病倒在床。成绩优异的他后来入到了自己喜欢的大学，学习哲学和神学。入学之初本来是学习神学的黎曼因为对数学的兴趣后来转到了数学学科。
黎曼大学期间还获得了去柏林大学进修的机会，因为受到导师的影响，不久他就转学到了柏林大学，自此便开始了对数学的研究。两年学习后他回到了母校，这时他已经对数学有了全新的认识。在1851年时就成功的论证了即柯西-黎曼方程 。他的成就却不止如此，他随后还在研究过程中利用狄利克雷这一原理阐述出了黎曼映射定理 。而这个定理也成为了函数的理论基础。几年之后又发扬了微分几何的研究，并建立了黎曼空间概念，包括将欧氏几何、非欧几何纳入他的体系中，这同时也证明了四维空间的存在。
也正是因为他对四维空间的证实，极大的推动了科学界关于多维空间理论的研究。现在科学普遍认为，在四维空间中，时间和空间一样是一个可以跨越的变量。希望有一天人类可以通过自己的科学研究，进入到四维空间一探究竟。
二、宇宙中真的有《三体》所描述的多维空间存在吗？
存在，超弦理论是物理学家追求统一理论的最自然的结果。爱因斯坦建立相对论之后自然地想到要统一当时公知的两种相互作用万有引力和电磁力。他花费了后半生近40年的主要精力去寻求和建立一个统一理论，但没有成功。现在回过头来看历史，爱因斯坦的失败并不奇怪。实际上自然界还存在另外两种相互作用力弱力和强力。现在已经知道，自然界中总共4种相互作用力除万有引力之外的3种都可有量子理论来描述，电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。
但是，引力的形成完全是另一回事，爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。在这一图像中，弥漫在空间中的物质使空间弯曲了，而弯曲的空间决定粒子的运动。人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力，这时物质交换的“量子”称为引力子，但这一尝试却遇到了原则上的困难－－量子化后的广义相对论是不可重整的，因此，量子化和广义相对论是相互不自洽的。
超弦理论是人们抛弃了基本粒子是点粒子的假设而代之以基本粒子是一维弦的假设而建立起来的自洽的理论，自然界中的各种不同粒子都是一维弦的不同振动模式。与以往量子场论和规范理论不同的是，超弦理论要求引力存在，也要求规范原理和超对称。
超弦理论认为，粒子并不存在，存在的只是弦在空间运动；各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。自然界中所发生的一切相互作用，所有的物质和能量，都可以用弦的分裂和结合来解释。
弦的运动是非常复杂，以至于三维空间已经无法容纳它的运动轨迹，必须有高达十维的空间才能满足它的运动，就像人的运动复杂到无法在二维平面中完成，而必须在三维空间中完成一样。
三、高维空间真的存在吗？科学家通过实验或已找到额外维度存在的证据
在文学中，有很多小说中讨论了额外维度的存在。另一方面，在物理学中，我们的宇宙包含超过三个空间维度的可能性是在20世纪20年代爱因斯坦广义相对论之后首次提出的。现代弦理论--试图使爱因斯坦的观点与量子力学定律相一致--甚至假定了世界包括了多达10个维度。
在完全不同的背景下，由伊曼纽尔·布洛赫教授和奥德齐尔伯格教授领导的一个国际研究小组，现在已经展示了一种在现实世界实验中观察高维空间的方法。
利用被周期性调制的二维超晶格所束缚的超原子，科学家们可以观察到一种新的量子霍尔效应的动力学版本，这种效应将在四维系统中发生。当带电粒子在二维平面上运动时，就会产生霍尔效应。磁场产生洛伦兹力，使粒子在与其运动正交的方向偏转。这体现在横向霍尔电压的出现中。
1980，克劳斯·冯·克利辛做出了一个了不起的发现：在低温和强磁场下，这种电压只能得到一定的量子化值。此外，无论实验样品的具体性质如何，这些值都是相同的。这一惊人的事实后来被证明，它与描述电子在如此低能量下的行为的量子力学波函数的拓扑有关--这是大卫·索利斯于2016获得诺贝尔物理学奖的开创性工作。
2013，奥德.齐尔伯格和合作者们认识到，四维量子霍尔效应的关键特征也应该在二维特定的随时间变化的系统中显现，即拓扑电荷泵，这构成了高维模型的一个动态版本。1983，Thouless指出，通过周期性地调制一维系统，可以产生粒子的量子化输运，这种反应在数学上相当于二维量子霍尔效应。因此，在正交方向上组合两个这样的系统，就可以观察到4D中预测的非线性霍尔电流。
伊曼纽尔·布洛赫集团现在已经做到了这一点。首先，原子云被冷却到接近绝对零度，并放置在二维光学晶格中。这种光学晶格是由一定波长的反射激光束沿两个正交方向的干涉产生的。由此产生的电位类似于鸡蛋盒状的“光晶体”，原子在其中移动。通过在每个方向加入另一束不同波长的激光束，就形成了一个所谓的超晶格。
研究人员可以通过在同一轴上引入不同波长光束之间恒定的微小角度来实现所提出的二维拓扑电荷泵，同时通过稍微移动附加激光束的波长，在正交方向上动态地改变势的形状。
当在时间上调节电势时，原子主要朝调制的方向移动，并以量子化的方式移动--这是与Thouless预言的二维量子霍尔效应对应的线性(即1d)响应。
但除此之外，慕尼黑团队也观察到横向上有轻微的漂移，尽管在整个实验过程中，这个方向的晶格势仍然是静态的。这种横向运动相当于非线性霍尔响应--这是4D霍尔效应的本质特征。通过仔细监测和分析在这个过程中原子在超晶格中的位置，科学家可以进一步证明这种运动是量子化的，从而揭示了4D中霍尔效应的量子性质。
这一结果现在已经发表在“自然”杂志上，并由美国的一个研究小组进行了补充性的工作，该研究小组利用光子结构研究了由于4D量子霍尔效应而伴随着这一运动的复杂的边界现象。这些论文共同提供了高维量子霍尔系统物理的第一次实验，这为未来提供了许多迷人的前景。这些问题包括我们理解宇宙的基本问题，如量子关联和维数的相互作用，宇宙磁场的产生和量子引力。
哈佛大学的物理学家丽莎.蓝道尔（Lisa.Randall）曾在实验室做过一个关于核裂变的实验，在这个实验的过程中她意外地发现，有一些微粒竟然凭空消失了。根据丽莎.蓝道尔的介绍，这些微粒既没有留下能量，也没有转变成其他物质，就这样“莫名其妙地不见了”。
对于这个现象，科学家认为，这些微粒很可能不是凭空消失，而是进了入另一个隐藏的维度中，这个维度其实就在我们身边，但却因为太过细微以至于我们无法观测到。
高维空间和灵魂关系的 探索
据凤凰卫视报道：美国时间2010年5月3日，哈佛大学著名物理学家、量子物理学家美女教授丽莎·蓝道尔向媒体宣称，自2001年以来联合美国著名物理学家John Swegle、康涅狄克大学的心理学教授肯耐斯－瑞恩博士、荷兰Rijnstate医院心血管中心的沛姆－凡－拉曼尔医生、美国著名心理学家雷蒙－穆迪博士、英国著名外科医生山姆－帕尼尔研究灵魂是否存在的科学证据。
经过9年的精心研究和无数次的试验。已经取得了突破性的进展，证明灵魂确实存在，有望将在2012年向全人类庄严宣告灵魂存在的最权威的科学证据。届时人们不得不佩服人类祖先的智慧，在几千年前就认为有灵魂存在。同时丽莎·蓝道尔也担心，一旦科学界公布灵魂存在的证据，世界上很多人将不惧怕死亡，自杀或极端事件也将上升。这是她不希望看到的结果。
科学家们试图通过粒子对撞机 探索 量子宇宙，重现约140亿年前诞生宇宙的大爆炸后的情形。哈佛美女教授挑战爱因斯坦，认为还有另一个神秘空间和世界存在。在哈佛大学的一间实验室里，一位女教授正在做一个核裂变的实验。突然，她发现一个微粒竟然离奇地消失得无影无踪。它会跑到哪儿去？女教授大胆提出一个新的设想：我们的世界中存在一个人类所看不到的第五维空间。
丽莎·蓝道尔大胆设想立刻引起了国际物理学界的震惊。根据爱因斯坦的广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴，构成的是“四维时空”。于是，哈佛美女教授挑战爱因斯坦的消息一时传遍了全球。那么，这个神秘的第五维空间到底是什么？这位美女教授丽莎·蓝道尔说：“在我的一次实验中，一些微粒莫名其妙地消失了，我认为它们是跑到了我们看不到的另外的空间里去了。它们其实离我们并不遥远，只是很好的隐藏了起来。”
蓝道尔将这个“我们看不到的空间”称为“第五维空间”。如果蓝道尔所说的第五维空间存在，那么为什么我们会看不到它？蓝道尔教授解释说：“这个额外存在的维度非常微小，如果某些事物足够的小，你就不能够感受到它的存在。”
中国科学院理论物理研究所的研究员李淼解释：这就好比我们看来就是一根线的物体，如果用放大镜观察，就可以发现其实里面还有另外的世界——里面的纤维有粗有细，有不同的方向。这就是我们看不见蓝道尔教授假设的第五维空间的原因，因为维度太小了。李淼解释说，“四维”是一个时空的概念。它是指人类存在的三维空间再加上一个时间。这是爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的概念。我们的宇宙是由时间和空间构成；时空的关系，是在空间的架构上，即在普通三维空间的长、宽、高三条轴外，又加上了一条时间轴。
在蓝道尔教授的理论中，如果第五维空间真的存在，那么很可能还存在着另一个神秘的三维世界。这就是说，我们人类生活在一个无限大的五维空间中，不过，我们只能感知到其中的四维———空间和时间，另有一个维度我们无法看见。然而，就在这五个维度共同组成的空间中，还有另一个不为我们所知的三维世界存在。蓝道尔说，那个“世界”的物质组成将完全不同于我们所能感知的这个世界——其化学成分和存在的力与我们的世界全然不同。在第五维空间，唯一与我们分享的就是重力。只有重力产生的能量，可以穿梭于两个不同的“世界”。
目前，科学家们正在努力找出重力以外可以穿梭于两个不同“世界”的其他物质。这样一来，就可以找出存在于五维空间中的世界，甚至发现时光隧道。不过，蓝道尔认为，人类目前还没有能力离开赖以生存的这个世界。如果发现了第五维空间，就可以解决物理界一直以来的一个谜团：与电磁力和其他力相比，重力为什么会如此脆弱？比如，一块小小的磁铁就可以将曲别针吸起来，要知道，磁铁的对手事实上是拥有地心引力的整个星球！
蓝道尔透露说，最快在明年（2011年），她就可以把“第五维空间”从假设变成全新的理论。这是因为，欧洲原子核研究中心(CERN)目前正在瑞士和法国的边境地下100多米深处，兴建一台世界规模最大的大型粒子对撞机。粒子对撞机正式投入使用后，便可观察是不是有粒子消失，进入了人类看不到的“第五维空间”。届时，一条周长27公里的环形隧道将把两束质子加速到接近光速，然后让它们以每秒8亿次的速率迎面相撞，释放出大量比质子更小的粒子，从而重现宇宙形成时发生大爆炸的情形。如果届时有粒子消失无踪，就可以证实后者进入了人类看不到的“第五度空间”。
早在1919年，波兰人T-卡卢兹就将爱因斯坦的广义相对论推广到“五维时空”。此后，另一位科学家O-克雷恩将其发展而形成了新的Kaluza-Klein理论。
蓝道尔教授说，在Kaluza-Klein模型中，存在这样一些粒子，它们的一些物理特性让人们感到很奇怪，比如质量。在这个模型里，这些粒子的质量总是莫名其妙地增加了。这些增加的质量是哪来的呢？“我们认为，这些质量一定跟额外维度空间中产生的动力有关。”蓝道尔说，“它们依靠额外空间中的几何学存在，而这个额外维度空间可能就是看不见的第五度空间。所以，我们要想寻找第五度空间，其中一种方法就是寻找这样一些粒子。”
现年45岁的丽莎曾因美貌荣登美国《 时尚 》杂志，被誉为哈佛美女教授。身为哈佛大学理论物理学专业的博士，丽莎多年来潜心研究引力、时空的额外维度、膜宇宙模型和弦理论。她的代表著作《弯曲的旅行：揭开隐藏着的宇宙维度之谜》，由于深入浅出地谈论了人类身处其中的宇宙故事，一举入选《纽约时报》2005年 “100本最佳畅销书”之列。2007年，丽莎被美国《时代》杂志评选为全球“100名最有影响力人物”之一，被公认为当今全球最权威的额外维度物理学家。
四、世界究竟有几维空间
有四维空间。在四维空间中，时间呈线性进行，虽然未来不可预测，但源头只有一个，将来也只有一个，不管下一秒将发生什么，即将发生的未来只有一个。同样忽略了三维属性后，我们将会发现，任意一个四维物体在时间轴上都表现为一条线段。
维度是事物“有联系”的抽象概念的数量 ，“有联系”的抽象概念指的是由多个抽象概念联系而成的抽象概念，和任何一个组成它的抽象概念都有联系，组成它的抽象概念的个数就是它变化的维度，如面积。
三维的世界是静止的，当三维世界以时间为基准发生变化时，四维空间就产生了，如果把时间看作一根轴线，则这个轴线上的任意一个点，都是一个三维空间，也就是说无数个三维空间依据时间轴线集合，构成了四维空间。
扩展资料
按照爱因斯坦提出的四维空间划分，点是零维；两点之间的线是一维；无数条线组成的面是二维；在二维基础上加上高，则是三维；三维加上时间就是四维。而在此之上，爱因斯坦等科学家都猜测，宇宙还存在着更高的维度。
这种猜测在不少的科幻小说里有更加形象的描述，比如我国科幻作者刘慈欣的《三体》里，就曾描述出一种高维度生命体的独有攻击方式。
它的原理是通过向目标文明所处的空间投放一种叫“二向箔”的武器，让被攻击的文明从高维空间迅速向低维空间跌落。虽然只是科幻小说家的一种猜想和艺术创作，但也让我们对多维空间的概念有了更深刻的了解。
参考资料来源：百度百科—几维空间
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