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物理學上的十一維是哪些

發布時間:2022-05-13 04:40:51

『壹』 霍金的M理論的11維分別指的是什麼

當今世界科學,最激動人心的科學理論就是弦/M理論,弦/M理論最核心的內容就是多維空間。目前為止,世界上沒有一個理論說清楚四維和四維以上的空間幾何架構的原理,數學家和物理學家都沒有搞清楚。

眾所周知,如果要做加法或者減法,首先必須知道什麼是數和數量,如果沒有對數量的定義,就沒有加法或者減法的運算;同樣道理,沒有對空間維度的正確定義,就談不上一個理論建立在維度之上。而M理論就建立在多維空間的構造上,數學家和物理學家卻不能給出多維構造的幾何原理,弦理論目前就是建立在一個空殼上。

,整個宇宙就是費馬曲線,也就是費馬大定理。管壁就是膜,我們把由量子力學進入弦理論——膜——膜宇宙。就是說宇宙的數學形式是由數學中最經典的問題組成。

黎曼幾何為愛因斯坦相對論提供了幾何框架;我們的多維架構為玄理論和M理論提供了架構,並且開辟了一門新的幾何學,它包含了部分拓撲學。

『貳』 11維都有哪些

宇宙11維
根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。

科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由4維構成的(3個空間維,1個時間維),但我們沒有覺察到所有其他的維。

根據物理學家的看法還應該有7個維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形。如果螞蟻沿著的紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知人一個維。這就有點像左圖上的人:上行或者下行,但永遠不會走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。

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『叄』 十一維空間分別是什麼

根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。
科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由4維構成的(3個空間維,1個時間維),但我們沒有覺察到所有其他的維。
根據物理學家的看法還應該有7個維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形。如果螞蟻沿著的紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知人一個維。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。
超弦理論的十維空間之後,推出了十一維空間的超膜理論。
在九八年二月的『美國科學』上,有一篇介紹M理論的文章。The theory of M: M stands for magic, mystery or member 。講了統一場論的最新進展。一個粒子不但有電荷的相吸,還有磁場的相互作用。兩者的統一構成引力。我們一直以為影響無限小的粒子的因素與影響著地球般大小的星球的因素是不同的。因為過去的所有理論難以用於同時解釋粒子和星球的運動。也難以解釋引力的形成。而M理論則正是一種正在形成的可以解釋從無限小的粒子到無限大的宇宙的統一場地論學說。文章中說這個理論為近年來越來越多的實驗所證實,可能是繼相對論以來,本世紀最偉大的物理學理論之一。據說在超弦理論的研究中,發現十維空間還有理論漏洞,新的膜理論就再在超弦的線上展拓成超膜,以十一層空間來解釋宇宙。而只有其中四維空間可為人類所感覺,其餘的感覺不到的空間,就如聲波和光譜一樣,我們人類聽不到的超聲波和也看不到紅外線,卻不因我們的不能察覺而就可認為根不存在。正是在更高的空間里,物體的電場和磁場相互作用形成萬有引力。也只有引入更多的空間才可以解釋為什麼分子的結構有左旋和右旋的向性不同。 而宇宙的許多自然之謎如黑洞、超自然力、意志力、時空通道等,以更多空間的理論才有可能存在和解釋。

『肆』 愛因斯坦說有11維,分別是哪11維

根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。

科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由4維構成的(3個空間維,1個時間維),但我們沒有覺察到所有其他的維。

根據物理學家的看法還應該有7個維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形。如果螞蟻沿著的紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知人一個維。這就有點像左圖上的人:上行或者下行,但永遠不會走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。

麥比烏斯帶
Mbius belt

一種單側、不可定向的曲面。因A.F.麥比烏斯發現而得名。將一個長方形紙條ABCD的一端AB固定,另一端DC扭轉半周後,把 AB和CD粘合在一起 ,得到的曲面就是麥比烏斯帶。關於麥比烏斯帶的單側性,可如下直觀地了解,如果給麥比烏斯帶著色,色筆始終沿曲面移動,且不越過它的邊界,最後可把麥比烏斯帶兩面均塗上顏色 ,即區分不出何是正面,何是反面。對圓柱面則不同,在一側著色不通過邊界不可能對另一側也著色。單側性又稱不可定向性。以曲面上除邊緣外的每一點為圓心各畫一個小圓,對每個小圓周指定一個方向,稱為相伴麥比烏斯帶單側曲面圓心點的指向,若能使相鄰兩點相伴的指向相同,則稱曲面可定向,否則稱為不可定向。麥比烏斯帶是不可定向的。

麥比烏斯帶單側曲面

德國數學家麥比烏斯(Möbius.A.F 1790-1868)在1858年發現的

從黑洞到微型黑洞到不可驗證的宇宙11維

對於黑洞,早在拉普拉斯(1749-1827,法國著名數學家和天文學家)時代就有理論。拉普拉斯根據經典的牛頓力學預言,只要天體的空間足夠小,引力足夠大,光線和其它一切物質就不能從中逃逸。

天文學家在上世紀60年代,花了很大的工夫,演算出了非常好、甚至可以說是完美的一套黑洞理論:當一個原始天體燃盡它所有的燃料後將發生坍縮,這就是超級星爆發。爆發時它將損失相當多的能量和質量,但只要最後剩下的質量超過3.2個太陽質量(稍微小一點就變成中子星,再小就成了白矮星),它最後的引力坍縮就是收不住的,在1秒的時間內,它會變成比地球鐵核還小的超高密度天體。這就形成了黑洞。這樣形成的天體被稱為恆星質量黑洞,也就是大家平時所說並在科幻小說、科幻電影里出現的黑洞。

由於引力太大,連光都不能從它表面逃逸,黑洞不能被人類直接觀測到。但隨著理論物理和探測手段的進展,人們可以藉助觀測和看不見的天體相伴的另一個天體的運轉情況(兩個天體相互運轉組成雙天體),從而得出其質量。

然而,到今天為止,恆星世界中那些看不見的天體沒有一個被100%地證明就是黑洞。

1994年,天文學家在星系中心發現了超大質量黑洞,並算出它體積很小,質量卻極大。「由於幾個不同的天文學家小組,從低級望遠鏡到哈勃空間望遠鏡,都探測到了,宇宙中有這樣超大質量的黑洞就成了板上釘釘的事情。」李競說。

恆星質量黑洞雖有經典理論,在觀察驗證上卻沒到蓋棺定論的地步;星系中的超大質量黑洞被觀察確證,但它是怎麼來的,沒有一個完整的理論解釋。二者正是現在科學家努力的方向。

恆星質量黑洞理論跟霍金毫無關系。霍金提出了另外一個黑洞學說,他認為宇宙中有無處不在的微型(Mini)黑洞,黃豆大小,與木星差不多的質量,宇宙起源的時候,這種東西無處不在。

對於Mini黑洞,霍金賦予了其漂亮的理論。但天文學家少有顧及,因為它完全無法觀察研究,霍金也沒有提出如何去驗證的方法,而科學家對一種理論最關心的是它能否被驗證——這也是霍金迄今與諾貝爾獎無緣的主要原因。

不可驗證的黑洞理論之外,霍金還提出了他的宇宙模型,給出了11維空間,認為要描述宇宙,X、Y、Z和T(時間)4個未知數是不夠的,要加到11個未知數之後,才能夠解釋宇宙的很多結構。另一種說法,宇宙11維是愛德華·維頓提出來的。

這些「維」同樣是天文學家無法探測的。

李競介紹,在宇宙起源學說領域,現在最熱門的是宇宙極早期時候的研究,包括那時控制宇宙、左右宇宙的物質規律是什麼等等,而霍金探討的問題甚至比這個更超前。

「有了早期宇宙的成熟模型以後,才能談到霍金所提到的宇宙大爆炸之前的問題。現在連0秒之後的瞬間都還摸不清,怎麼能談更以前的?」國家天文台專家趙復垣曾經翻譯《霍金的宇宙》,他也表示,雖然他翻譯了全書,但對裡面的理論還是不懂——實際上,許多研究廣義相對論的專家都表示看不懂。

但李競和中科院理論物理研究所教授蔡榮根都認為,霍金用純數學方法做物理學的模型研究,這種「理論在先」的研究方法本身無可厚非。比如激光,就是先有了理論,然後用實驗製造出來。愛因斯坦的理論當中也有很多預言,是後來被人類驗證的。

「預言被觀測證實,這樣的理論就被證明是真正的好理論。問題是霍金的理論現在還沒有給出明晰的、可以讓人去尋找的東西。」李競說。

『伍』 十一維空間分別是什麼

英文表達 eleven-dimensional space 根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。

科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由4維構成的(3維空間和1維時間),但我們沒有覺察到所有其他的維。 根據物理學家的看法還應該有7個維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形。如果螞蟻沿著的紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知人一個維。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。

超弦理論的十維空間之後,推出了十一維空間的超膜理論。 在九八年二月的『美國科學』上,有一篇介紹M理論的文章。The theory of M: M stands for magic, mystery or member 。講了統一場論的最新進展。一個粒子不但有電荷的相吸,還有磁場的相互作用。兩者的統一構成引力。我們一直以為影響無限小的粒子的因素與影響著地球般大小的星球的因素是不同的。因為過去的所有理論難以用於同時解釋粒子和星球的運動。也難以解釋引力的形成。而M理論則正是一種正在形成的可以解釋從無限小的粒子到無限大的宇宙的統一場地論學說。文章中說這個理論為近年來越來越多的實驗所證實,可能是繼相對論以來,本世紀最偉大的物理學理論之一。據說在超弦理論的研究中,發現十維空間還有理論漏洞,新的膜理論就再在超弦的線上展拓成超膜,以十一層空間來解釋宇宙。而只有其中四維空間可為人類所感覺,其餘的感覺不到的空間,就如聲波和光譜一樣,我們人類聽不到的超聲波和也看不到紅外線,卻不因我們的不能察覺而就可認為根不存在。正是在更高的空間里,物體的電場和磁場相互作用形成萬有引力。也只有引入更多的空間才可以解釋為什麼分子的結構有左旋和右旋的向性不同。 而宇宙的許多自然之謎如黑洞等,以更多空間的理論才有可能存在和解釋。

其他維空間
十八維: 前三維是位置,存在於空間中; 第四維是速率,存在於時間中; 第五六維是速率指向,存在於(速度)時間方向中; 第七八維是狀態指向,存在於自身形狀對應的空間方向中; 第九維是狀態轉角,存在於自身形狀對應的滾動中; 第十維是自旋速率,存在於滾動時間中; 第十一二維是自旋赤道軸指向,存在於滾動(速度)時間方向中; 第十三維是自旋赤道軸指向漂移速率,存在於滾動變化(加速率)時間方向中; 第十四五維是自旋赤道軸指向漂移速度赤道平面映射方向,存在於滾動變化(加速度)時間方向中; 第十六維是加速率(或受力強度), 第十七八維是加速度(或受力)方向,這仍然是純粹幾何學上的維度,屬於多元幾何學即維度學研究的范疇,這樣的維度不只和 位置(表示一個幾何點在空間中的位置)有關。 在物理自然的實際世界中,情況要復雜得多:進行考察的思維意識客體(對數維)可以融入到世界中,形成透視;也不可能完全沒有大小,因此可能在世界的倍率(指數維)中移動:形成對世界的縮放和變焦;甚至所有系統都可能是粒子化的、運動的、……,所以物理學的維度還可以含有溫度、密度、速度、……等等一切物理量。參考多維空間、高維空間、18維空間為他們做的全新多角度的定義

『陸』 什麼是十一維

科學家們對我們已認知的四維與可能存在但未被認知的多維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由四維構成的(3維空間和1維時間),但我們沒有覺察到所有其他的多維。
根據物理學家的看法:還應該有7個維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例,展開我們的想像……我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形,如果螞蟻沿著紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知是一個維。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。
總結,十一維空間就是由10維空間加上時間構成,愛因斯坦認為時間是可以延伸的,且具有彈性的。
超弦理論的十維空間之後,推出了十一維空間的超膜理論。

『柒』 什麼是十一維時空

十一維時空是宇宙大爆炸的時空,也是統一四大作用力的11維超引(重)力場,見下圖:

圖中+-號代表不可分割的最小正負弦信息單位-弦比特(string bit)

(名物理學家約翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:萬物源於比特 It from bit

量子信息研究興盛後,此概念升華為,萬物源於量子比特)

註:位元即比特

『捌』 請問十一維空間分別是哪十一維也有人說有二十六維,那更多的十五個又是什麼這些空間又是如何創造出來

說實在的,這些空間是如何創造出來的,沒人知道。因為這些完全是數學方程中的產物。
1960年代出現宇宙大爆炸理論和弦理論,其中弦理論與物理學中的超對稱理論結合,成了超弦理論,認為宇宙的維度共有11維,但我們感覺到的只有4維,即三個空間維度和一個時間維度。另外7個維度在宇宙大爆炸後,隨著4個維度的擴張,全都蜷縮起來了,變得比基本粒子還要小很多,成了弦,完全不可見。而所謂的基本粒子,不過是弦在時空中的振動。不同方式的振動,就表現為不同的基本粒子。
而這個11維,是在解超弦理論方程時,只有當維度為11或26時,方程才能有確定的解。按照「自然崇尚簡單」的原則,就把空間的維度定為11了。
至於15維,不知道是怎麼來的。

『玖』 物理學和天文學的十一維都是什麼

五維:速度
六維:溫度 VS 重力
七維:電 VS 電磁力
八維:聲光 VS 萬有引力(或斥力)維
九維:波動磁場
十維:心靈空間
十一維:生命信息

『拾』 什麼叫十一維空間

宇宙11維
eleven-dimensional
space
根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。
科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由4維構成的(3個空間維,1個時間維),但我們沒有覺察到所有其他的維。

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