不是人类如何知道什么是多维空间,而是“多维空间”是人类发明的概念或工具。不是人们发现多维空间,而是人们定义(或发明)多维空间。换句话说,多维空间只是一个假设。许多科学家、物理爱好者和科幻迷仍然提出关于多维空间的各种理论。这是想象中多维空间的样子。

人类是怎么知道有多维空间的?

不是人类怎么知道有什么多维空间,而是“多维空间”本来就是人类发明的一种概念,或者工具。无论所谓的四维时空(比如爱因斯坦相对论用的四维空间,就是他的数学老师闵科夫斯基定义的),或者弦理论、M理论的11维时空(华裔数学家丘成桐和卡拉比定义的),其实都是数学定义的概念,物理学家们借用这些数学概念解决和处理他们碰到的物理问题。

一维数轴,二维平面,三维空间,多维空间,或者高维空间,或者n维空间,或者更复杂一点,还有无穷维空间,甚至还有分数维空间,统统都是数学家们发明和定义的数学概念,甚至我们熟悉的“距离”,“几何”,本质上也是人们定义,或者约定的概念而已(彭加勒语)。所以,不是人们发现多维空间,而是人们定义(或者发明)多维空间,

多维空间在物理学中意味着什么?从何而来的多维空间?

我们通常的空间概念,是指由长、宽、高组成的三维空间。时间本身具有维度的某些特点,例如一条时间轴可以连接无数个3维空间,因此可以认为我们生活在3 1维时空(4维空间)中;但时间与长、宽、高却是有很大的区别的,例如时间单位与长度单位是不一样的,因此这还不算真正意义上的多维空间,由于光子只能在三维空间中传播,人的肉眼无法看到其他可能存在的维度,这就使得对多维空间的探寻非常困难。

但是,众多的科学家、物理爱好者和科幻迷还是提出了各种有关于多维空间的理论,在平行宇宙理论中,由于存在着无数多个3维宇宙,这些宇宙并不能通过长、宽、高或者时间进行相连,只能通过另外一条维度进行连接,因此平行宇宙本身至少就是一个4 1维时空(5维空间)。在弦理论中,认为各种基本粒子都是由很小很小的线状弦组成的,在众多现象难以用理论解释的情况下,爱德华·维顿提出了11维空间的概念,

如何理解多维空间?

谢邀关于这个问题可以先看优酷上一个视频:http://v.youku.com/v_show/id_XOTQ2MDUzODY4.html在此基础上进行理解。首先是我们熟悉的0到3维0维为点,1维为直线,2维为面,3维为空间,即我们现在存在的现实世界,以上都是大家很熟悉的。从第4维开始,就超出人类生活经验的想象了,

并且在此基础上科学家们也有分歧与争议。这种分歧导致了对于思维空间的两种不同观点:1.认为时间是第4个维度,所以4维空间就是3维加时间,这个比较好理解。2.认为时间是不可逆的,因此不能够算作1个维度,而是按照数学概念,认为4维空间是一个“超空间”,超空间里的物体在现实世界里的投影就是一个有长宽高的物质,就像3维空间物体投影到2维空间会是一个有长与宽的面状影像一样,

刘慈欣的三体中描述的4维空间,就是这样一个“超空间”,在三体3中,地球人舰队正是靠着偶然进入超空间碎片,才能够击败三体人的水滴。接下来5维以上空间就更加烧脑了,在认为时间是第4个维度的多维空间观念里,加入了平行宇宙概念,认为宇宙在顺着时间演变过程中,在每一时刻都可以有无数个不同演变方向的可能性(量子力学中的测不准原理),而每一种可能性都会产生一个平行宇宙,

所以5维空间是不同4维平行宇宙的集合。至于“超空间”概念中的五维空间,以及任何概念中超过五维的空间,都是人类现有的智慧难以想象的。最后推荐你看两本书,其中一本比较通俗有趣。曹天元写的《上帝掷骰子》吗?——量子力学史,另一本虽然晦涩难懂,但却是弦理论比较权威的著作。B·格林的《宇宙之弦》,在这本书里,认为时空有11个维度,包括3个扩展的空间维度(能被我们感知的维度),7个卷曲的维度(不能被我们感知的维度)加上1个时间维度。


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