『柠檬奇趣』四维空间存在的证据，细思恐极
四维空间是一个时空的概念 。 简单来说 ， 任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间” 。 不过 ， 日常生活所提及的“四维空间” ， 大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念 。 根据爱因斯坦的概念 ， 我们的宇宙是由时间和空间构成 。 时空的关系 ， 是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴 ， 而这条时间的轴是一条虚数值的轴 。
根据爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间 。 由于我们在地球上所感觉到的时间很慢 ， 所以不会明显的感觉到四维空间的存在 ， 但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中 ， 使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时 ， 我们能对比的找到时间的变化 。 如果你在时速接近光速的飞船里航行 ， 你的生命会比在地球上的人要长很多 。 这里有一种势场所在 ， 物质的能量会随着速度的改变而改变 。 所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的 。 这就是时间为什么是四维空间的要素之一的原因 。
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时空为何是四维的
【『柠檬奇趣』四维空间存在的证据，细思恐极】正宗的维数研究方法通常离不开人存在原理 。 譬如讲 ， 如果空间是两维的 ， 则两维动物则不能正常消化 。 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 。 可惜多余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给到不再稳定 ， 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 ， 他们正好处与相反的两极 。
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 。
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在用量子宇宙学研究时空维数的济起源时 ， 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 ， 期内空间是七维球 ， 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 。 瞬子是爱因斯塔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 。
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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 。
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