在不为人知的领域存在着第五维度。它广阔如太空,宁静如永恒。它是光与闇、科学与迷信的中间地带。
——罗德·瑟林,美国作家
我们早已习惯了我们所处的长、宽、高三维空间。我们很容易想出降维状态下事物的样子,不论是2D的平面还是1D的线条。然而更高的维度使我们犯了难,因为我们想象不出超越认知范畴的“空间”该是什么样的。在我们所处的宇宙中存在着第四维度——时间,而空间维度只有三维。
让我们放纵一下想象力:假如维度像四季一样更替,前半年我们处于三维空间,后半年处于四维空间,世界会是什么样子?
试想,你能够在多出的一重维度上运动,而不仅仅是上下南北东西向的运动。
试想,你是世界上唯一一个有这种能力的人。
在身处三维世界的普罗大众眼中,你的许多所作所为都将是神一样的技能:
听起来太不靠谱了?那么退一步,想想你——一个3D生物,和2D宇宙互动,你就会明白了。从三维空间的角度出发,我们可以进入二维生物体内随意而无需动刀子。我们可以把它们里外翻个面,或者把它们的左半边和右半边互换位置。我们还可以把它们从其所处的宇宙中抽离,随意安置。
而在只能看到二维的生物眼中,我们这些闯入它们世界的三维生物将是何等诡异的存在:
首先我们两只脚的形状会出现;
随着我们在二维宇宙中运动,我们会变成两个圆;
两个圆慢慢变大直到它们重合;
之后更多的圆(手指)会出现;
更大的两个圆出现(手掌和胳膊);
然后所有圆在我们的肩膀处融为一体;
接下来收缩、变大,最后在我们的脖子和头的部位消失
谢天谢地,我们的宇宙中没有4D生物存在,否则还真的很难将它们同无所不能的神区分开来。但是,如果现有的宇宙中除了我们这些高维度生物,宇宙自身还有更多的维度呢?我想指出的是,这并非空穴来风。有证据表明宇宙在过去可能有过比现在更多的维度。
耶鲁大学J.W.Gibbs实验室的Alan Chodos和Steven Detweiler发表在1980年Physical Review D上的文章《第五维度哪去了?》
在广义相对论的前提下,构建一个维度随时间变化的空间是可行的。你不仅可以在过去还可以在未来建立一重宏观维度。你甚至可以构建维度数目可变或随时间规律变化的时空。
正八胞体(上),3D正方体的4D模拟和非3D模拟的正二十四胞体(下)
听起来蛮酷的。但是那样的世界将是什么样的呢?四种基本力——重力、电磁和两种核力的种种特质只能在三维时空中发挥作用。如果我们将维度数减少或增加,就会引起诸如场力线分布之类的变化。如果电磁或核力受到影响,将会带来灾难性的后果。