愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

多維世界中的生命

愛因斯坦在1914年科學院舉行的一次演講之後,一個在大廳中的記者趁休息時向他提出一個意義深遠的問題:“為什麼我們的世界是三維的?”

愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

愛因斯坦像平時在這種場合中一樣,喜歡用一句玩笑話來回答,他的回答翻譯過來是這樣,“因為上帝喜歡三位一體”,於是他建議可以去求教此問題的大專家麥克斯·布蘭克。

布蘭克對這個問題的看法也是很著名的,“在自然界中有很多作用力,正如我們所知,它們屬於可逆乘方定律,我們在這種情況下尤其要看到我們空間三維性的自然結果,凡懂得物理學的人都會接受三維空間這個事實,我們大可不必為我們的空間不具有四維或更多維的問題而自尋煩惱”。

愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

總之,我們的世界自混沌初開之時就是如此。不必在這個問題上浪費腦筋。

其實,布蘭克並沒有說出任何新的東西,除了空間維數和作用力與距離的平方成比例之外,實際上是重複了亞歷斯托德爾對此問題的見解:“我們從自然數中取一個數字,同時把這個自然數作為我們的領導,沒有任何思想地在思考著,為什麼物質世界恰恰是三維的呢?”

愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

我們周圍世界與生俱來的三維性先是哲學,而後是物理學的基礎,甚至在耶穌教徒A.鮑裡安(1761年)的物理詞典中我們也能遇到下列定義:“物理這是一門由物質所具有的其自然形態,或者說,具有長、寬、高的物體的科學。”可以看出,是上帝從自己的身體上取下他的長、寬、高,也就是說,他希望以此阻止物理學的發展。我們相信,上帝無所不能,然而我們作為物理學家要放棄研究這樣的問題,喪失自身的維數和只保存必要長度的身體,較之物理學這更像是形而上學。

對於耶穌教徒的言論應值得十分注意,作為物理學家他在該問題上與宗教勢力劃清界限。

但是,著名的德國哲學家伊曼努依爾·坎特(1724年-1804年)在我們世界的維數問題上引導上帝做最後的陳述:“如果有可能存在著其他維數的空間,那麼說不定,真的是上帝在某處已把它們排列好的。”

然而,從愛因斯坦在科學院所做演講之日起整整過去了90多年,物理學界剽竊成風,隱瞞“維數”存在的思潮就是其中之一,真正在認真工作的只有瑞曼、卡路茨、拜爾、克萊因和其他著名的物理學家以及數學家,他們是我們這個世界多維物理學的先驅。當這種風氣平息下來之時,讓我們對多維性,以及多維世界中存在生命的問題做出基本分析。

現代飛碟專家們憑空地證明,外星人從行星上或從位於更高維的世界降臨到我們的地球上,

愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

從科學的觀點來討論這些主張似乎沒有什麼前途。現代數學卻能輕鬆解答任何維數的世界,而基礎物理定律在那裡卻成為過時的東西,僅僅對被疊加數做出適當的表述,就可以闡釋任何維數世界中的東西,也包括生命(當然,是在類人的觀點中,因為我們暫時還不知道其他有理性的物體)。

讓我們取出鮑爾·愛林費斯特著名的《為什麼空間是三維的?》一書來看一看,如若我們的世界的維數多於或少於三維的話,它將會是什麼樣子,這對於論證維數行星系存在的可能性問題非常有用。這些論斷不是抽象的,因為如果相信耶穌教徒鮑裡安認為上帝可以輕易創立任何維數的世界,那麼他也可以在任何地方創造自己的生物。

我們從一維世界開始,在一維世界中引力不是由距離決定,這兒的質點可以像鐘擺一樣,用任何的作用力都無法使它逃之夭夭,作用力僅僅增大了質點擺動的幅度。相同的情形在兩維世界中也可以看到。

在我們的三維世界中,眾所周知,物體的運動相對於作用力的中心可以是雙向的,它可以沿著圓形或者橢圓形的軌道運動。

愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

在四維和更高維世界中行星系的存在原本是不可能的,它或者落入引力中心(如太陽),或者脫離引力中心而不知所終。

在其他維的世界中物質的性質也同樣發生著根本的變化,讓我們來看一個最簡單的情形——氫原子,在一維和兩維世界中電子永遠被鎖定在原子上,因此用任何作用力都不可能把它變為自由狀態。

相反,在四維和更高維世界中氫原子根本就不可能存在,因為電子不可避免地要落到原子核上。在這些世界中壓根兒就沒有我們熟知的物質,所以可以大膽地認為,在它們中存在著類似於我們的生物是根本不可能的。

愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

當時,蘇聯著名的學者認為,“坎特他誤解了,當他認為上帝在創造我們的世界前可以選擇任何一條定律時,也可以選擇任何的空間維數”。話又說回來,坎特的上帝應當先進行相應的數學計算,然而,我們世界三維性的未知理論給了我們這個結果嗎?實際上,我們完全不清楚,為什麼世界恰巧是它應該存在的那種形式,為什麼其中一定應該有穩定的行星系,包括我們自己的太陽係呢?

很遺憾。人們擁有類人性,或者說希望用人的尺度測量一切的想法,它迫使我們相信世界存在著某種完全無法想像的事物。於是,正如我們所看到的,事物不僅在穩定的行星系存在,而且也在穩定的其他物質中存在。當然,不能否定在其他維數的世界中存在著我們完全陌生的智慧,然而有一點是清楚的,這些多維世界應比我們的世界更加缺乏秩序。

不但如此,從我們的三維觀點出發,我們可以規定四維世界中存在智慧生命的機率。雖然在理論上發明出多維世界,比如著名的蘇聯飛機設計師和數學家羅伯特·巴爾迪尼提出一個帶有三維空間和三維時間坐標世界的理論,分析波的方程式表明,純粹的波不能在偶數維度空間中傳播,在波的後面必定會出現被稱為“反射”的擾動。

分析這個問題時,數學家GJ維特洛夫於1955年得出一個不能令人滿意的結論,高級形式的生命不可能存在於偶數維度的空間中,因為有機體為了一致作用,有效的傳播和對信息的加工是必要的。

有的時候,詩人們也會提出一些複雜的物理問題,我們甚至還記得根特的《福斯塔》,而且我們隨時都能回想起它,因為它說的就是來世的事。

誰在那裡,在那深邃的天空?

他們是否也有愛與仇?

在那陌生的世界中。

就像這個世界呢?

按照當代最具推動力的自然科學家的觀點,人具有三維的肉體和以前被稱作靈魂的能量體,它既具有渡的本性,同時還應具有確切的穩定性,而不是像電磁波那樣以光速向四面飛散。為了繞過這個矛盾,一些該思想的讚同者追隨20世紀初的神學家的觀點,認為任何一個孤立的三維繫統,比如,一個封閉的房間,被用更高一維打開,於是它裡面的居民就可以隨意出現和消失,正像一些目擊者所證實的那樣,出現了幽靈以及飛碟乘員。

但是,因為能量體屬於高級智能,故維特洛夫對其加以禁止:它不能存在於四維世界和任何有思維的偶數維度世界中。

愛因斯坦曾經提出過一個問題「為什麼我們的世界是三維的」?

雖然物理學家認為目前研究多維問題遇到很大麻煩,但是理論揭示應當在哪裡和如何尋找到它,如果它一旦被發現,那麼多維性的問題必將是最重要的物理髮現,而現在只能讓我們同詩人一起長嘆:

長、寬、高,

只是三個坐標。

通向它們的路在何處?

門閂已被插死……

佛、道兩家的世界觀都提到了另外空間的存在,比如三界之內有很多層“天”,並且修煉有成就的人可以“跳出三界外,不在五行中”。還有許多雜誌報導的人體特異功能現象,例如從密閉的容器中取物等等,研究者往往認為這些現像是突破我們現有空間的結果。當然也有許多人不相信,認為另外空間只是憑空想像,因為它們看不見、摸不著,連最先進的科學儀器也探刺不到它們的存在。然而,科學家們的思想往往是超越人類現有知識的。他們認為,看不見、摸不著、現代科學儀器探測不到的,並不能證明不存在,也可能是目為這個儀器還不夠先進。在現代物理學研究中,為了能夠把萬有引力和其他基本作用力統一起來,一些理論物理學家提出,我們這個宇宙可能只是多維空間的一個層面(膜)。基於這個“膜世界”的概念,科學家們試圖把萬有引力和其他基本作用力統一起來。多膜理論以及超弦理論都認為宇宙不只是長寬高和時間四個維度,還有其他維的存在,而膜理論更明確假設有其他的膜世界的存在。

參考來源

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