宇宙这么大，居然没有四维空间？看看科学家是怎么解释的

十年2017

“我真的什么都不想回答。首先，宇宙中很可能存在四个以上的空间维度，但宇宙中的动态制约因素使我们仅能看到和测量宇宙的三维；其次，我们对四维宇宙空间和时间的区分更多地出于视角和作用的角度，而非根本区别。实际上我们已经生活在四维中，相对论把时空看作一个整体，包括空间维度与时间维度的双向（双曲性）旋转。”

“结的答案有点令人信服，但却没有认识到几何中的数学变式和实际空间中物理运动之间的区别。例如，《平面国》一书中描述了平面人类——他们不可能有像我们这样的消化道，因为一个洞穿过任何生物都会把它分成两半。但他们仍然可以吃——吃的方式如同变形虫——吞掉食物和排出废物。如果某个人将这个二维空间嵌入到三维空间中，二维空间将内外隔开的墙就不再是屏障，至少内部和外部是不同的。一个人原则上可以爬过二维空间的墙到外面去，事实上许多罪犯确实这样做了。”

“所有这一切都是从数学的角度构想的，但从物理学的角度来看却不太现实。举个例子，想象存在一种强大的力量把人压在二维空间里，那么要爬墙几乎是不可能的。如果存在一颗大小合适的行星上的所有质能都能把单个分子‘向上’推到四维方向，那么宇宙很可能是四个空间维度，但这对我们没有任何好处。

因为在实际情况下，我们根本无法进入四维空间。《龙蛋》这本书中的世界就是一个很好的例子，二维生命生活在中子星表面，并以核化学为动力基础。这个世界并不是完全平坦的——居民存在一定的厚度，他们居住的表面也并不是完全平坦和曲面的，但从感知上看，他们的世界几乎完全是二维的，墙在二维空间中几乎是一个完美的屏障。”

“在关键维度的概念中可能会找到稍好的答案。一维或二维系统中不能存在阶段转变的确切分类，可能是因为根本不存在长期的交互过程，所有的交互过程都是短期的。这导致了一维和二维系统中不存在有效的场理论。高于‘高临界’维度的所有理论都是平均场理论，这又有效地消除了‘有趣’宇宙所需的‘结构’。”

“但问题仅仅是高临界维度是什么，而不是几何或理论本身的问题。它取决于所提出的场理论的整个结构，可能存在许多维度。许多正在研究的物理学理论认为四维是三个空间维度和一个时间维度（3+1），但是时间维度是被限制的，因为从我们的宏观时空来看，时间维度是不可能达到的。这意味着使用实验来区分理论是非常困难的。”

“所以对于宏观物理学来说，重力、电动力学和核力仍然是宏观的，从这个答案的角度来看，低临界维度是2，高临界维度是4，所以我们只能得到三维时空长期和短期的结构，但是这并不能真正地排除多个宇宙的可能，许多更多维度和强大的物理约束将它们分成‘3+1’时空和其他附加维度，在3+1时空中可以得到其他维度空间的投影。”

“在我看来，3+1维空间的外部情况不存在相互作用，这（或者说在逻辑上）是无法阻止的。换句话说，如果整个结被超重力挤压住在一个三维空间里，你就不能解开一个四维空间的结。在这个空间里，你根本不能在垂直方向上举起或改变这个结。”

“所以我不知道这个问题是否有答案，因为我不知道这是否真实，也许答案是肯定的。我们可以理解为什么3+1维度在后验假设中起作用，即我们用数学方法处理之前已经知道了这是经验性的。但这证明不了什么，或者说想要证明为什么（物理学或数学通常回答的问题都是用一套没有“为什么”的假设来回答这个问题，只有‘因为到目前为止，它似乎是可行的’）是不可能的。”

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. quora-董美慧

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原文地址：今日头条

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是啊，进去干啥呢？