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第十六章 高维宇宙下（第7页）

如果空间是四维以上，则世界就会精彩得多。

如果我们是四维空间的动物，则彭加莱关于三维球的猜想则不应该是世纪难题。

可惜多于三维的空间使万有引力和静电力随距离的变化比三维中更剧烈，使得小至原子核的电子，大至太阳系中的行星轨道不再稳定，很快就以旋涡的方式向远处飞离或者撞到中心上。

许多人不能接受人存在原理，认为他和科学传统相违背。

科学的方法是从第一原理出发，把万物甚至观察者全推出来。

人存在原理却是从观察者存在的条件把宇宙推出来，他们正好处于相反的两极。

霍金认为宇宙的边界条件是他没有边界。

用卡鲁查－克莱因模型论述，时空本是高维的，而我们之所以感到它是四维的，那是因为额外维都被卷去到我们无法观察到的小尺寸去，比如普朗克尺度。

正如一根头发的表面虽然是二维的，但是粗看之下，只剩下头发长度那一维一样。

人们称感觉到的空间为外空间，觉察不到的为内空间。

时间是外空间中的一维。

在用量子宇宙学研究时空维数的起源时，必须避免人为的调节卡鲁查－克莱因的总维数，以得到需要的外空间维数。

因为人为的调节会陷入逻辑循环，这种做法是你想得到多少维的空间都能如愿。

因此，可用的卡鲁查－克莱因模型，其总维数必须是由第一原理推出的。

十一维的超引力模型便由第一原理推出的。

自然界也许存在一种所谓的超对称。

1980年弗隆德和鲁宾发现了一个十一维超引力的非常美丽的宇宙模型，其内空间是七维球，外空间是四维球。

但在经典的框架中，人们无法证明不存在具有其他维数的外时空的解。

在量子宇宙学中，瞬子是宇宙创世的籽。

瞬子是爱因斯坦方程和其他场方程的解，其中时间和空间坐标不能区分。

十一维超引力的创生宇宙的瞬子必须是四维球和七维球空间两个因子空间的乘积。

时间若包围在四维中，四维时空随后便展开演化成我们生活中的并感觉到四维的宏观宇宙，否则外时空便是七维的。

在带电荷的黑洞创生场景中，宇宙波函数要使用正确的表象，才能算出创生的概率。

因为规则瞬子是非常稀罕的，所以研究一般黑洞的创生，必须引进约束引力的概念。

找到正确表象不仅对于带电荷而且对于旋转黑洞的波函数至关重要。

从同一瞬子出发，在选择正确的表象后，时间在四维球中的创生概率远远大于时间在七维流形中的概率。

因此，在量子宇宙学中证明了外时空必须是四维的。

7物理四维

在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。

现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义。

四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，我们还无法感知。

我说过一个例子，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。

四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”

的关系。

四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。

在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。

在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。

另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。