高维低维是为物理学提供描述世的数学概念

高维低维是为物理学提供描述世的数学概念高维低维其实只是一个数学概念，为物理学家提供描述世界的更多可能性。它们之间没有任何优劣。人们对高维充满了兴趣，往往只是因为对于宗教的迷思，但脱去神秘主义的外衣，我们来看看维度到底是什么？维度只是一个思考工具，和参考系差不多。维度，又称为维数，是数学中独立参数的数目。在物理学和哲学的领域内，指独立的时空坐标的数目。三维空间的数学基础源于欧几里得几何，一维、二维、三维的概念也来源于此，维度概念最早在科学上运用，应该是来自笛卡尔坐标系，它能描述我们世界空间上的任意一个位置。当时所有的物理学理论也都是基于三维构建，包括经典的牛顿力学、拉法第的“场”，这些都是三维基础的重要物理理论，维度成为表述物理量与现实关系的重要感知坐标。爱因斯塔最先把时间引入了空间概念中，称之为第四维。所以在物理学上，超过长度、宽度、高度的空间维度实际上是叫第五维度（就是我们普通习惯上叫的四维空间），第五维度及以上统称超空间。而关于超空间的数学表达，是经典的欧几里得几何无法支撑的，所以习惯了欧几里得三维空间的我们对于高维是很难理解及接受的。现在物理学界的高维理论与超空间假设是基于黎曼几何19世纪德国数学家乔治·波恩哈德·黎曼为高维空间奠定了几何数学基础。黎曼几何为高维探知，提供了最有力的数学公式支撑。爱因斯坦的广义相对论也是基于黎曼几何建立起来的。可以说只要是涉及空间的理论，就不能没有黎曼几何的支撑。黎曼几何最大的优势就是超越了欧几里得几何“空间是平的”认知，更加符合现实的曲面世界，因为在现实生活中，我们反而找不到真正平的东西。黎曼几何能通过数学的形式描述我们世界上所有的空间位置，不管看得见的，还是看不见。爱因斯坦的广义相对论实际上可以看成黎曼几何的物理表达，而爱因斯坦其实也只运用了黎曼几何的冰山一角。在20世纪物理学家在试图统一“四力”的道路上举步维艰，尤其是众多的基本粒子相继被发现，我们像命名昆虫一样，分别给他们取名字，但作为世界最基础物质，它们的种类显得实在是太多了。在三维空间里解释这些东西让科学家们显得力不从心，而这一切在基于黎曼几何的高维空间中却可以以一个简单的描述来表述，超弦理论把它解释为一根弦。正是因为这第一点，极大地刺激了科学家们纷纷投身研究高维理论。才有了各种版本的超弦理论、以及大一统的M理论这些超空间理论。这些理论的一个假设基础是我们的世界在大爆炸之前，是存在于一个十维宇宙中的，但十维宇宙并不稳定，于是像元素衰变一样，分离成了两个宇宙：一个不断膨胀的四维宇宙和一个不断缩小的六维宇宙。我们就生活在膨胀的四维宇宙中，而里一个六维伴宇宙卷缩在了普朗克尺度之下。这就是高维空间的由来。普通人偏好高维，科幻意义大于科学意义科幻作家发现高维是星际旅行必不可少的媒介。高维就像是爱丽丝的兔子洞，进入后就是一个魔幻的奇境。对于神学来说，随着人们认知的提升，教父们真苦于无处安排他们的天堂与地狱，高维空间为他们打开了一下新的天地，能让他们任意去描述。对于影视来说，我们的宇宙不再孤独，许多的平行世界可以上演各种让人心醉神迷的大片：《星际迷航》、《星际大战》……对于艺术来说，第五维度启发了巴勃罗·毕加索和马塞尔·杜尚的立体派和表现主义的发展。但请记住，