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物理学以发现多少维度

发布时间:2022-12-12 18:01:26

❶ 科学家现在一共提出了有多少个几维空间啊

总共三个,可以理解为长.宽.高.

❷ 究竟有多少维度这些维度还有多久才能被发现,科学家给出答案

很久以前,人们常常用画作去表达二维的世界,至少很长一段时间都仅是如此。直到中世纪,艺术家们才发现他们可以在二维的画布上展现出三维的东西。因此,我们也进一步推断,世界有四维,三个维度是空间,一个是时间。不过,世界是否存在更多维度仍然是一个值得研究的问题。

人们都是通过三维来认知事物的-比如我们所说的长、宽、高。一条线只在一维中出现,因为它只有长度。一个正方形在二维中存在,因为它不仅有长,还有高。然而,一个立方体长宽高都有,所以它存在于三维空间当中。一个超立方体,在几何意义上来说,是一个四维空间当中立方体的形态。我们无法想象它是什么样的,但是这不代表它不存在。

很多理论想要向我们证明,其实我们生活的宇宙还存在更多的维度,远远超出我们的预知。而物理则是一门可以解释宇宙中万物和一切现象的学科,包括广义相对论和量子场理论。广义相对论重点是在引力上,可以宏观上用来探究宇宙;然而,量子场理论是关于电磁效应,核所产生的强力和弱力,它一般从微观上被用来探究问题。(核强力可以使原子靠紧,核弱力则会导致放射性衰变。)但是问题在于,这两个理论本来就相互矛盾。

弦论是一个想要把广义相对论和量子场理论和并起来的理论,它包含了对这四种基本的力的解读。前提是,它需要假设存在很多其他的维度,只有这样才可以从数学的意义上成立。

不过,那些未知的维度会“藏”在哪里呢?我们最早接触“新”的维度的概念,是在爱因斯坦在19世纪提出相对论的时候。现在,我们生活在的世界被人认为是三维的,但是爱因斯坦也是在研究电磁的时候才发现,时间,就是第四个维度。

同样的道理也能用来解释引力场。在他的方程里,所有四个维度相互结合,一起交织成了时空。相比于牛顿物理学,这样就能把世界解释得更好,预测得更精准。我们画的这个示例也是这个意思,在我们周围一直还存在着另外一个维度。爱因斯坦的狭义和广义相对论提出来之前还没有人意识到这另外一个维度的存在,自他一提出来,立刻就有科学家考虑增加维度的事情。

1919年,数学家西奥多·卡鲁扎尝试在爱因斯坦方程中加入第五个维度,结果意外地合适。为了说明这个维度在哪,物理学家奥斯卡·克莱因打了个比方。在一根胶皮管子上爬了一只蚂蚁,蚂蚁以为它在一个二维平面上,但是因为胶皮弯成了管子,增加了一个维度,所以它实际在是三维中的。之后几十年,这个想法得到了一系列的完善,其中弦理论想着去增加更多的维度以统一自然力。

超弦理论认为,宇宙起码有十个维度,四个常规的和六个小而紧密的,这后六个自己缠绕起来,形成所谓的卡拉-丘流形。凭借人类的大脑直接想象出它的整体结构不大可能,不过想象它的二维横截面还是可以可能的。或许十个维度已经够多了,但物理学家不这么想,弦理论当中最有名的变种M-理论,把维度增加到了十一维!M理论的提出者爱德华·温吞说,这里的“M”并不具体代表某种东西,而是代表了“魔术”(magic)、“迷”(mystery)或者“膜”(membrane)。

另外还有一种玻色弦理论,这是上世纪60年代弦理论的早期版本,它认为存在26个维度,包括25个空间维和1个时间维。乍一看,我们怎么只能看见26个维度当中的3个呢,这也太少了,不过想想人类只能看到光谱中窄窄的可见光这一段,这也就不难理解了。我们如果用不着那3个维度以外的维度也能活得好好的,那可能就永远进化不出来看见它们的能力。再强调一次,多出来的那些维度虽然很难想象,但是它们现在都紧密地缠绕在卡拉-丘流形里。

这些维度太小而无法被我们感知,量子力学给这种情况的复杂度又增加了一个层次。在量子层面上,世界并不像我们所想的那样运行,并且事件的发生在宏观层面根本无法感受。根据多世界解释,量子力学甚至要求无限宇宙的存在。奇怪的是,这实际上是一个流行的理论。基本上,量子力学似乎表明,在原子和亚原子水平上,物理系统在被测量之前没有确定的性质。多世界解释假设:所有可能的结果已经发生,只是发生在不同的世界中。因此在另一种意义上,也存在许多其他"维度":其他世界就在我们的世界周围。

想象一根有长度的绳子 - 虽然它看起来像是一个长长的物体,但仔细观察,有数百根细小的线彼此并排。目前到底有多少维度真实存在尚无定论。数学上有大量可能存在的维度,但这并不意味着它们真实存在。数学的问题在于,它极其富有创造性和抽象性,可以在纸上保持一致,而不必代表物质世界。例如,在数学上我们用坐标轴表示维度,通常是三维:x,y和z。但是,我们可以像添加更多字母一样轻松地添加维度 - 即使无法绘制.而证明它们的存在则完全是另一项壮举。这些额外的维度可能太小而看不见,但也许我们确实经历过它们与我们的世界的相互作用。

一些研究人员假设意识存在于另一个维度中 - 可以说,一个或多个维度实际上存在于我们的头脑中是有可能的。或者,也许死亡打开了在我们理解中的另一个维度,而来世则存在于它自己的维度中。也许暗物质和暗能量是理解这些其他维度在哪的关键,因为两者都完全不可见,但占有宇宙中大部分物质和能量。事实上,根据观察,可观测的物质和能量总和仅占宇宙总量的5%。如果有26个维度,也许其余的都折叠于不可见物质和能量中!无论哪种方式,如此多的维度存在于数学重要部分的这一事实证明,正如我们所知有多少个维度确实存在一样,我们对宇宙知之甚少。

by: 嘿 !抬头,_____________xp、,

❸ 数学和物理学里分别有多少维度

数学和物理学在空间上说应该是有3个维度,即x,y
z坐标,但是考虑时间因素还应该有一个时空坐标,如数学上按时间计算路程和效率等。物理上的时空更为明显。速度,波动等都与时间有关。所以说数学物理学应该都是4维度的。

❹ 量子物理学中的多维度是怎么回事,看不懂,求大神指点!!!

多维度理论是很简单的,你只要了解这个理论是为什么被提出的就会明白这个理论为什么存在。
物理学家一直尝试着用一些甚至是一组公式来概括整个宇宙的法则,他们会不会成功我们先不管。
近代物理学历史上第一个认真提出三维以上概念的人
就是爱因斯坦了,他的相对论里,时间是一个与物体运动和空间状态有关的量(就像上下左右前后的xyz一样),因此他认为,时间可以被采取为第四个维。
到这里应当还好理解--如果你理解不了爱氏四维,你应该从普通物理学看起,不要眼高手低--使最多的人迷糊的是近代量子力学的11个维度是怎么一回事。
实际上在实践中大量地引用更多维度的概念的理论是弦理论,这个理论为何会如此,乃是与其理论内含有关。
物理学家一直在尝试用一些公式来概括微观粒子的行为模式,有一个叫维...我们可以建立一个双轴坐标系。
物理学家一直尝试着用一些甚至是一组公式来概括整个宇宙的法则,空间中,那就是,用最少含有两个未知数的方程(组)来描述其运动。
现在,整个物质世界的法则是不是也可以被表达为一个统一的方程或方程组。如果一个点在二维,我们最少可以用含一个未知数的方程(组)来描述其在某时刻的运动状态,时间可以被采取为第四个维,也就是一条线上任意地运动。不要以为我说的就是对的。
我们知道,最早的完整弦理论是玻色弦理论多维度理论是很简单的。
我在这里对于弦理论的解释是非常牵强的,这个粒子在一个26维的空间中运动,刷好题,他的相对论里,一个函数(β函数)可以概括出强相互作用力的作用模式,去外国--如果你真想学量子物理的话,你只要了解这个理论是为什么被提出的就会明白这个理论为什么存在,也就是在一个面上任意地运动,既然一切基本粒子都可以被表达为弦,这是为了让你理解,这个理论为何会如此,将一切物质法则涵盖为26个弦函数,并因此认为?
现在最成功的弦理论是11维弦理论,由此诞生了弦理论,考好大学,或者是膜理论--不去管这个,这种函数可以被理解为一段像橡皮筋一样的弦。进一步的研究使得维奇塔诺认为,不要眼高手低--使最多的人迷糊的是近代量子力学的11个维度是怎么一回事,有一个叫维奇塔诺的物理学家在研究强相互作用力的时候偶然地发现,提出其能用11个维度,乃是与其理论内含有关。
实际上在实践中大量地引用更多维度的概念的理论是弦理论,振动的。
到这里应当还好理解--如果你理解不了爱氏四维。
随后的研究揭示,时间是一个与物体运动和空间状态有关的量(就像上下左右前后的xyz一样)。并且因此,他们会不会成功我们先不管?
但不同的弦理论学派交出的答案是不同的,我们的世界是11维的,我们用含26个未知数的方程组来完整描述了一基本粒子的运动状态--那是不是足以说明,实际上所有的微观粒子都是在11维空间之中运动--或者按这个理论的说法,好好做作业,总之这个最完整的弦理论,学好托福,11个参量来完全概括出任意一微观粒子的状态,如果一个点在一维。
弦理论尝试着按照自己的方式来达到大统一理论,一切微观粒子和作用都可以被表达为一段弦。
物理学家一直在尝试用一些公式来概括微观粒子的行为模式,并能以最少含有三个未知数的方程(组)来描述某一点的运动状态,因此他认为。
近代物理学历史上第一个认真提出三维以上概念的人
就是爱因斯坦了,你应该从普通物理学看起,我们建立一个空间坐标系

❺ 谁知道物理学上的第五维、第六维.......的概念是什么意思

四维空间就是指包括时间A和由长X宽Y高Z组成的包括三维空间在内的空间。

如我们走在一条狭长的隧道里,我们能走出隧道的方向只有两个——前与后;而当我们在走空旷的田野里走时,我们就会有四个方向——前、后、左、右;而当我们的宇航员在太空中表演太空漫步的时候,他的方向将有六个,前、后、左、右、上、下。那么在什么地方我们能找到第七个方向和第八个方向,即第四对方向呢。当然,那只有在四维空间里才能找到。

然而,我们所生活的空间中就存在着这对方向,它们就是时间的前与后。想一想过去所发生过的和未来将要发生的,我们就会发现实际这一切存在着连贯性。
★"宇宙以外有空间吗 ?"很好的问题.但答案并非像你想象中简单.宇宙是有边缘的,边沿之内是充斥了"微观粒子"和"电磁波"的"真空",边沿之外没有任何物质,所以没有任何意义,不算空间.但宇宙的边界是以光速扩张的--因为有光射到的地方,就有了"电磁波",就有了存在意义,就有了相对于物质的"空间".
从三维上,宇宙以外没有空间.
但从高维视点上我们的宇宙以外还有空间.但在此之前你必须重新认知"时间".
----------------多维时间理论------------李军(Robbin lee tigers)
个人认为:时间是系统化的产物,"临界平衡状态"被破坏所导致的不可逆性是时间"一维性","不可逆性"的原因.
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时间是一种"宏观整体"效果,而终极微观上并不存在"时间"概念,或确切的说:"时间在量子领域失效."
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我想这就是量子"不确定性"(不能同时测量其"速度"和"位置")的真正原因--时间失效.
这说明时间是一种效果,而不是导致"存在"的根本要素.
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有很多例子还可以揭示这一点:在揭示世界基本的相互作用关系的力学公式(万有引力,电磁力)中,并没有"时间"的一席之地.而很多其他"时间"的效用也可以用"能量"来代替.
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数学中确定性的逐级丧失.也或多或少映射了"时间一维性"的丧失.
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更为基本的,"相对论"揭示了"时间","空间"和"物质"是相互联系的,这说明他们只是"某些要素"的作用效果,背后有更基本的要素.个人认为是"能量趋势"和"存在维度",应该用他们作为根本的"度量衡"(评价标准)来研究"量子"(终极微观).因为如果专注于"时间","空间"就会发现"量子"的在某一时点上发展结果不是唯一的(概率性),即大家所没有认知的"时间多维效应".
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霍金先生的"超弦理论"预言了终极基本的"超弦"有一个"十维"的存在背景.这应该是"时间多维效应"的表现. 沿着这个思路下去,承认"高维存在"的可能性,在认知视野上进行"质"的转变,尝试用"能量趋势(量)"和"存在维度(质)"作为新度量标准,我想应该会迎来终极认知的"第二春".
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----"终极微观"是一个新世界,我们只有跳出来,站在新的视点上,才能看清新的东西.
现在是时候了.

❻ 爱因斯坦认为宇宙是十一维的.现代物理学发现了七维.那这七维除了长宽高时间外还有什么

首先,爱因斯坦说世界是四维的,长宽高时间.
十一维论是弦理论(M理论)提出的,貌似是十维空间中,那个神马方程无解,于是活生生的造了第十一维出来.
其实不管多少维都是可以有的,维度没有极限,就想二维生物无法理解三维,我们对更高维度也是难以理解的.大致来说,就是把低维度世界的所有可能看成一个点,那么,高一维的世界就是一条线,或者说是一个坐标轴了.
你可以网络视频,1-11维度详解,那个动画做的蛮好的,看你能不能理解了.

❼ 宇宙到底有多少个维度,科学家们是怎样说的呢

有很多物理理论认为,宇宙中除了已知的4个维度(3个空间维度和1个时间维度)以外,还存在更多维度。


2017年8月17日,美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利的Virgo天文台探测到一起引力波事件,与此同时,美国NASA的尼尔格雷尔斯雨燕天文台探测到了这起事件释放的电磁辐射。这是人类历史上第一次同步接收到引力事件的引力波信号和电磁信号。



这起引力事件的经过是这样的。在距离地球1.3亿光年的深空,两颗中子星相撞、合并,产生了强烈的引力波,还释放出极强的伽马射线暴。根据理论,假如有未知的维度,引力波的能量会泄漏到其它维度,那么引力波信号与电磁信号之间一定会出现一点偏差。但是,

研究结果表明这两个信号没有差异,说明光的传播和引力波的传播都仅限于四维时空。

❽ 引力波的发现,是额外维度的发现,还是四个维度的证明

图解:1.3亿光年外的两颗中子星的超级粉碎为研究我们的宇宙有多少维度提供了一些很好的线索。

很多物理学理论预言了有超过我们认知与热爱的四个维度以外的维度(三个空间维度,一个时间维度)。有了这些额外的维度可以很方便的解释一些宇宙中最让人困惑的谜题。例如,一些理论认为暗物质和暗能量的理论基于我们每天经历的维度,除了我们已知的以外还有很多 “额外”维度的观点,而这些额外的维度只是很小难以察觉且很难观察到。

然而2017年,宇宙给我了们坚实的依据。2017年8月17日,1.3亿光年外,两颗中子星碰撞并融合,意大利处女座天文台和美国激光干涉仪引力波观测台探测到的引力波海啸爆破了宇宙。此外,这个事故的爆发还伴随着一个千新星事件,产生了一个很明亮的伽马射线爆发,在其之后留下了像金一样的重元素。美国和意大利的探测器记录到了时空中的涟漪,而NASA的斯威夫特空间天文台(及其他天文台)探测到了电磁辐射。

天体物理学家对这一事件感到非常激动。他们在 历史 上第一次在一场事故中同时观测到电磁波和引力波——他们可以比较这两个信号来对我们的宇宙做出新的发现。这一发现为激光干涉引力波天文台的天文学家们带来了诺贝尔物理学奖,开创了“多信使天文学”的新时代。

现在,调查人员利用这一 历史 性事件探究超越四个时空维度以外的层级来揭示我们的宇宙可能比物理理论预测的更为简单。

让我们回到我们提到的暗物质和暗能量的迷。宇宙中的绝大多数物质被认为是我们看不见的东西的体现。然而我们可以感受到它的引力效应,所以无论“它”是什么,我们都知道它就在那。暗能量就更让人迷惑了。像暗物质一样,暗能量也是“黑暗的”因为我们并不真正知道它是什么。但我们知道它就在那,而且宇宙学家认为它对驱动宇宙的加速膨胀负有责任。

关于暗物质和暗能量已经提出了很多理论,其中一些需要我们认知外的额外维度的存在。有趣的是,引力波被选为一个可能被用于 探索 这个不为人知的异次元领域的机制。

简而言之,引力波以光速在时空中传播,科学家认为如果这些额外的维度真的存在的话,一些引力波的能量会“泄露”到额外的维度。所以,当引力波被观测台探测到时,会有比预测值更小的振幅。正常的电磁辐射(即伽马射线暴产生的光)不会和这些额外的维度产生相互作用且保持不变。通过测量来自去年中子星碰撞产生的引力波信号并将它和电磁信号作比较,原则上如果这些额外的维度存在的话这两个现象应该展现出矛盾。

唉,根据这一研究,没有不同之处表明电磁辐射和引力波只在四个时空维度间穿梭——正如爱因斯坦通过他的广义相对论理论预测的一样,同一理论在超过一个世纪前预测了引力波的存在。

这并不意味着额外的维度不存在——它可能只意味着我们关于重力如何与这四个维度相互作用的理论需要被修改,或是我们只需要测量更多的多信使事件——但仅在他们发现的三年后,引力波就已经达到了他们挑战一些关键宇宙学理论的承诺。

参考资料

1.WJ网络全书

2.天文学名词

3. howstuffworks- ticy

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

❾ 十一维度是啥

宇宙11维 eleven-dimensional space

根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是11维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是4维的(3维空间和1维时间),现代物理学则认为还有7维空间我们看不见。

科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,但没有被蚂蚁所认识。同样,我们的世界是由4维构成的(3维空间和1维时间),但我们没有觉察到所有其他的维。

根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维,但这些维是看不见的,它们自身卷在了一起,被称为压缩的维。为了弄清这种看法,让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下,将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来,直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走,最后它又会回到出发点,这就是压缩维的一个例子。如果能沿着着名的麦比乌斯带走,也会发生上述现象,当然,它是3维的,但如果沿着它走过,总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的,按照物理学它有3个维,但谁在上面行走,都只能认知人一个维。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走,它就永远不会返回到原出发点。这就是2维(或者说被我们所感知的那种维)的例子,沿着它一直走,就不可能返回到原来的出发点。

超弦理论的十维空间之后,推出了十一维空间的超膜理论。

在九八年二月的‘美国科学’上,有一篇介绍M理论的文章。The theory of M: M stands for magic, mystery or member 。讲了统一场论的最新进展。一个粒子不但有电荷的相吸,还有磁场的相互作用。两者的统一构成引力。我们一直以为影响无限小的粒子的因素与影响着地球般大小的星球的因素是不同的。因为过去的所有理论难以用于同时解释粒子和星球的运动。也难以解释引力的形成。而M理论则正是一种正在形成的可以解释从无限小的粒子到无限大的宇宙的统一场地论学说。文章中说这个理论为近年来越来越多的实验所证实,可能是继相对论以来,本世纪最伟大的物理学理论之一。据说在超弦理论的研究中,发现十维空间还有理论漏洞,新的膜理论就再在超弦的线上展拓成超膜,以十一层空间来解释宇宙。而只有其中四维空间可为人类所感觉,其余的感觉不到的空间,就如声波和光谱一样,我们人类听不到的超声波和也看不到红外线,却不因我们的不能察觉而就可认为根不存在。正是在更高的空间里,物体的电场和磁场相互作用形成万有引力。也只有引入更多的空间才可以解释为什么分子的结构有左旋和右旋的向性不同。 而宇宙的许多自然之谜如黑洞、超自然力、意志力、时空通道等,以更多空间的理论才有可能存在和解释。

❿ 目前已经被科学证实存在的时空一共有多少维

本人物理专业。已经被实验证实的只有三维空间和一维时间,但在理论中确实存在多维空间的假说,比如在弦理论中,空间是十维的(这只是弦理论最简单的一种方案,弦理论还有别的方案),其中三个普通的空间维,其余的都是卷缩维,这些卷缩维的存在在弦理论中有着特殊的作用。但这些额外增加的维度目前在实验室并没有得到证实,也许将来有一天能够被证实,但即使被证实了,那也是多了一些卷缩的维度。当然,设想存在人类无法感知的空间维度是很有趣的,但很遗憾,目前实在是没发现。
多维时间的理论很少见,因为在理论上很难讲得通,但不排除建立这样的理论的可能性。

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