宇宙高维时空的奥秘

huangdao007

   爱因斯坦的相对论实现了时间和空间的统一，以前在牛顿力学中认为可以彼此独立存在的时间和空间，被统一成为了一个相互联系的整体，成为时空的整体存在而被人普遍接受。爱因斯坦认为在引力场作用下，时间会变慢，时空会弯曲。认为太阳引力场所构成的弯曲时空，导致行星以弯曲的椭圆轨道绕太阳运行；那么，核外电子以弯曲的轨道绕原子核运动，是否也体现原子核所构成的时空是弯曲的？原子核内部强大的场是否导致原子核时空是弯曲的，从而导致核外电子绕原子核运动的轨道呈现弯曲的状态？
　　我们所看见的蓝色杯子，包括它内部的分子、原子、原子核和电子、质子和中子等实体粒子存在内容，是否是因为包含和体现这样的弯曲时空，才能够形成实体粒子的时空状态和质量状态呢？是否因此才能够被人们认识反映成为实体粒子呢？
　　古代的人会认为蓝色杯子是物质的，牛顿用质量来表示物体所含物质的多少。而爱因斯坦的相对论认为质量和能量存在一定联系，并在核爆炸中展示了部分质量变成能量的巨大威力。质量与物体的存在不再是恒定的物质属性和物质基础的标志，而是能量凝聚的标志了。

　　所以，随着科学发现的深入，人们的思考也会越多：日常生活中只存在四维时空的事物吗？微观与宏观在宇宙几何与物理现象中是相互脱节的吗？能量为什么能够凝聚为微观粒子的质量？高维时空真的相对于表面时空而卷曲了吗，还是已经存在于表面时空中了呢？如果存在，高维时空是如何以物理方式存在于表面时空中的？人的思维为什么能够认识超过四维的时空内容？物理的低维的弦能够演化出高维时空的内容来吗？生命仅仅是低维的四维时空中微观粒子建构的闹剧、相互作用的产物吗？如何用更新的物理观念来认识人和生命现象呢？在科学发展的过程中，人们所熟视无睹的固有时空观念和常识是否已经在制约着人们对时空和世界的进一步认识？

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艾伦-古思（Alan Guth）是美国著名物理学家，1981年提出暴涨理论，来解决标准宇宙模型里面的很多问题。欧洲法国瑞士边界的大型强子对撞机，可产生高达10万亿度的高温，科学家试图通过来模拟大爆炸来认识时空、宇宙。
　　弦理论将弦看作是物质组成的最基本单元，所有的粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振动激发态的呈现。弦理论认为，宇宙空间是十维的中，但日常生活中只能感知四维空间，另外六维空间向着表面时空而卷曲了。卡拉比-邱成栋 六维拓扑空间是零维的点空间，正好与弦理论的六维卷曲的维度结合，丘成桐认为如果这些空间真正模拟了弦理论所需要的那六维空间，那么它们将有助于我们推导出隐藏在宇宙中的几何学和物理定律。
　　膜理论认为真空具有零点能，当温度为绝对零度的时候，空间依然富含能量；真空里面自动产生的一个大气泡，量子泡沫产生波动的玄，到亚原子粒子最后形成了三维的宇宙。霍金提出果壳里面的宇宙这样的思想，倾向于用二维的表面来表现三维空间的信息。
　　统一弱相互作用与电磁相互作用的理论贡献者之一的史蒂芬-温伯格（Steven Weinberg）认为必须从基本粒子物理学来构建人们的人生观、世界观，提出微观统一宏观的思想，甚至认为人类社会即使是微观粒子构建的闹剧。
　　霍金（Stephen William Hawking）的新书《伟大设计》包括了以无边界量子宇宙学和M理论为主体的思想，认同了平行宇宙以及多历史观的理念。

　　霍金甚至于认为，观察者对宇宙的存在有决定性的影响，而非过去认为的即使没有观察者，宇宙依然如此。
　　超弦理论的奠基者之一的加来道雄（MichioKaku）博士认为，把量子理论用于宇宙学，平行宇宙是必然的结果。
　　M理论的提出者威腾（Edward Witten）试图利用超对称性来思考多维空间的问题。

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他们的观点各有千秋，本文也会阐述新的观点：量子力学的函数波包与光子因为在微观场的弯曲时空中的存在状态，才能够凝聚成微观粒子的质量内容和在它被观察是呈现微观粒子的状态；蓝色杯子的物理状态是微观的弯曲时空沿着高于四维时空中的分维积聚到表面时空而形成的；本文也会阐述超过四维时空的大尺度的物理维度和高维时空在人们熟视无睹的日常现象、物理现象中的存在状态和内容，以及它们被人们的固有观念所忽略的原因。

    人们都理解低维时空的生物是难以理解高维时空的存在内容的，低维时空的生物看高维时空的存在内容都会看成低维时空的碎片。然而都承认人的思维能够理解、认识高维时空、甚至于十维时空的存在内容，说明了人的思维高于十维的时空存在。然而，人们为什么认为在日常生活中却看不见高于四维时空的存在呢？这不矛盾了吗？高维时空的存在内容也许早已经投影到众多复杂的物理现象、生命现象中来了，而被人们固有的观念给制约了、忽略了、熟视无睹了。所以，这正是本书所要涉及、突破的关键问题。在纠正、超越人们固有的观念局限的同时，论述物理的高维时空如何存在于人们的日常生活与表面时空中，达到物理时空的理性认识与直观的统一。以及人们如何在三维立体、四维时空的观念中，将高维事物的整体认识成为了三维的微观粒子和二维膜的碎片。

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现代物理学目前所能实证的时空是三维立体空间加上时间维，以现有的物理研究所体现出来内容来看，无论其自称能够设想多少维度，其实都是对已有的物理四维时空的演绎，其思维并未超出物理四维时空的观念束缚和时空想象。而要突破固有的三维立体、四维时空的观念，超越四维的眼睛的功能局限，而认识这些杂乱的物理现象后面所蕴涵的更高维的物理时空，就需要依靠人们的理性和思维，需要突破人们固有的时空观念的局限、发展人们的思维想象力了。
　

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    对更高维的时空存在该如何去认识呢？本书将揭示人们所面对物质、粒子的高维物理时空的存在积聚与内涵；展示从相对论的弯曲时空、物理的微观粒子、物体的相互作用和能量的转化过程、系统、生命到思想、信息之间的深刻联系，以及所展示出的高维时空的存在、演化过程；不同物理维度的各种时空存在与演化、相互作用的过程，演绎出从人的生命存在到微观粒子的时空存在之间的相互作用的丰富多彩的物理现象。以前却被人们固有的三维眼睛功能、三维立体观念和制造的三维仪器当作四维时空的存在内容来处理、认识；将物理高维时空的内容当作物理低维时空来认识、分解、低维化，因而造成了人们所认识的物理现象的杂乱与混乱。
　　在过去的物理学研究中，似乎四维的物体运动和规律与人高级的生命存在内容和规律之间相距甚远，难以找到它们之间的内在联系和共同的内容，被人的观念和思想局限分割在不同的研究领域中，并将高维的时空存在当作低维的三维微观粒子的存在来解释和寻找真相。然而，随着系统论、信息论、控制论的兴起，也随着生命科学、细胞基因学科的发展，以及量子力学的信息和相对论的时空思想、质能关系的深入认识，人们不仅能够用整体和系统的观念来认识事物、物理和生命的存在，而且能够找到四维物理现象与高级生命之间的越来越深刻的联系、越来越共同的内容，如：信息、能量、时空的存在和相互传递、转换的过程。当然也深化了对信息、能量、时空的认识内涵。为我们的思维突破固有的四维时空观的内容和局限，找到时空与维的深刻内涵，找到时空的存在和演化方向，找到高维时空向着低维时空的投影内容和被低维化的原因，奠定了思想基础和思维力量。从而实现了低维的四维时空的物理现象与高维的人的生命内涵之间的联系和时空统一，将人们对时空和维的内涵的认识提升到了一个新的境界。各种复杂的物理现象、生命现象，在高维时空中得到了更理性的统一。在统一的宇宙中，人与自然都统一在这个宇宙的高维时空的存在中了。