霍金认为宇宙是有11维空间的，凭借什么下

霍金的十一维空间怎样理解？~

当今世界科学，最激动人心的科学理论就是弦/M理论，弦/M理论最核心的内容就是多维空间。目前为止，世界上没有一个理论说清楚四维和四维以上的空间几何架构的原理,数学家和物理学家都没有搞清楚。
众所周知，如果要做加法或者减法，首先必须知道什么是数和数量，如果没有对数量的定义，就没有加法或者减法的运算；同样道理，没有对空间维度的正确定义，就谈不上一个理论建立在维度之上。而M理论就建立在多维空间的构造上，数学家和物理学家却不能给出多维构造的几何原理，弦理论目前就是建立在一个空壳上。


M理论的创始人威腾。他也搞不清楚11维的几何概念。
一， 为什么会有不同维度的理解？
1，由于相对论出现，爱因斯坦四维空间代替了牛顿的三维空间，四维是增加了一维时间，其实爱因斯坦对于空间依然是三维的长宽高。
2，额外维是相对于“四维时空”而提出的一个概念，一般泛指的是理论在四维时空基础上扩展出来的其它维度。爱因斯坦提出宇宙是空间加时间组成的“四维时空”。
1926年，德国数学物理学家西奥多卡扎鲁在四维时空上再添加一个空间维，也就是添加一个第五维，把爱因斯坦的相对论方程加以改写，改写后的方程可以把当时已知的两种基本力即“电磁力”和“引力”很自然地统一在同一个方程中。至此，理论中存在额外添加的维度统称为“额外维”。
超弦理论中是一维时间十维空间或九维空间。
3，在人所熟悉的三维空间里，有三对主要方向：上下（高度），南北（纬度），东西（经度）。这三对方向两两相交，也就是说，它们两两成直角。从数学方面讲，它们在三条不同的坐标轴 x、y、z上。
4，纯空间性的四维空间另有一对垂直于其他三个主要方向的主要方向。这一对方向处在另一条同时垂直于x、y、z轴的坐标轴上，通常称作w轴。由于360度穷尽了二维，w轴如果需要存在，必然要重叠在三维之上。
二，维度是怎么得来的？1， 在算术加法中，个位满了就进一位到十位位置上。而空间维度增加却不是这样。2， 当数学家用圆把周围封闭起来的平面采用360度计量单位表示，再用一条直线穿过圆点就平分了圆，一个圆的一半就是180度，用90度垂直这条直线就可以刻画整个平面，平面坐标可以说清楚平面上的一切。笛卡尔在【几何学】中通过选定一条射线作为基线建立了倾斜坐标系，用两个坐标x，y表示平面上的位置。高斯是第一个正确解释了二维图像坐标的数学家。
3，把坐标系几何推广到三维空间是拉.希尔，他在1679年的论文中，用三个坐标表示空间的点，并且给出了三个表示空间的点。4， 再从圆点发出一条垂直于平面的射线，形成了一个立体的三维坐标，经过圆点的无穷多个平面可以构成一个东西，我们叫做球。三维空间可以穷尽我们可以观察到的整个空间。


4，当我们看到一条直线，我们可以理解这条直线向周围扩展是三维的，庞加莱猜想就是基于三维空间，1904年，法国数学家亨利·庞加莱在提出了一个拓扑学的猜想: 任何一个单连通的，封闭的三维流形一定同胚于一个三维的球面。
三维空间坐标是由一个点发出的三条两两垂直的射线，他们有一个重要特征就是两两相连和互相垂直。
5，皮耶罗将三维物体透视画法在二维平面上，但是，到了四维、五维、....高维是无法用透视法画出来的，高维的图像必须依赖霍奇猜想的方法——粘贴。
一个点状物体，在空间维度上没有延伸，因此空间维度为零，能够在三维空间自由移动；一根玄它有一个空间维度，能够在比自身有更多维度的空间移动。6，人们无法理解四维、五维、....、无穷多维的世界。因为360度平面正好是两个维度，不可能再插入一个维度，一个球体的中心只能发出三条两两相连互相垂直的射线，如果非要再增加一条射线，就会挤压原来的空间，坐标就不是90度的架构。
就连数学家和物理学家也没有办法说清楚。实际上数学家和物理学家也不清楚多维空间的几何本质是什么，他们也还在朦胧中纠结。三，下面就让我来告诉大家什么是三维以上的空间。
1，三维空间基于两条重要原则：第一，三条射线两两相连互相垂直。第二，“同一维度不能重叠”。
因为圆点周围穷尽了整个空间，这是三维空间的基础，你在一个球上面加一个东西，说是球以外的，就没有意义，因为这个加上去的东西依然纳入球内。我们假设的球是一个开放的无穷边界的球。
记住欧氏几何与非欧几何都是【三维空间就是：1，由三条两两相连互相垂直的射线作为坐标。2，不能重叠。】
为什么要两两相连？
爱因斯坦的是四维时空，一维时间也是必须与另外三维空间两两相连，不能只与其中的一维相连。如果不与所有的维度相连，那么只是与之相连的那一维度的延伸。而不是新增加的维度。2，现在关键的问题来了：如果我们构造四维空间，就必须修改前面的两条规则，允许一个东西不是从圆心出发，并且与三维坐标的每一射线两两相连，互相垂直。允许这个东西必然与某一个维度重叠，于是，我们称之为第四维。
为什么要修改呢？因为我们没有两两相连的连线，就不能添加新的维度，只能算是“新的东西”，如果新的坐标通过圆心，就破坏了原来的三维空间90度的基本面。所以，我们既要把新的坐标线通过与已经有的坐标两两相连建构新的坐标元素，允许重叠增加维度。
四，下面我们将用图两说明。什么是四维空间呢？
图1是一个平面，大家很容易理解，是二维的平面。
图2是把平面卷起来对接成为一个管子，这个时候就不是平面了，是三维的，因为它有长宽高。最根本的特点就是：在一个三维空间，必然存在一个点，可以向两两垂直的方向发出射线。
图3是一个环面，依然是三维的。

图4图5是两个环面连在一起，依然是三维，因为没有重叠。就是说它还只有一个点可以发出两两垂直的三条射线。
图6依然是一个三维的,因为至少有一个方向无法重叠，例如我们俯瞰。

五，四维空间是怎样形成的
1，图7是一个环面，这是一个三维的结构，我们有假设一个点，用黑色圆圈表示，它可以向三个两两相连互相垂直的方向发出射线。
2，图8是一个三叉管，它也是三维的，现在把图8三叉管安装在图7上，即图9，图9就是四维空间。图8的某一个射线与图7的射线可以垂直。
3， 图10是射线的连接。出现了重叠，我们用一条紫色的粗线连接表示。，无论从哪一个方向都会有一个重叠的，这个就叫做四维空间。
4，四维空间就是有一个重叠。可以用四元数计算。

关于直线，不是绝对的，例如我们从上海的海拔2米处发出一条射线到洛杉矶海拔2米处，由于地球的有弧度的，这一条直线只是俯瞰的直线，从地面看是弧线。
六，多维空间是如何构造的
1，多维空间的构造思想是：用增加两两垂直的射线增加维度，重叠在三维空间外层，形成了多维空间。使得三维球外面的东西无法纳入三维球内，不得不用四维和更多维表示。
构造方法是著名的霍奇猜想的方法。参见科学智慧火花数学栏目：数学最重要的问题与物理学最重要的问题可以结合吗？
2，如果是五维空间，就是再加上四叉管(图中绿色的四叉管)，与其他区域两两相连，无论从哪一个方向都有两个重叠。


3，六维空间就是再加一个五叉管（黑色的五叉管），有三层重叠。


4，n维空间就是有n-3个重叠。以此类推，可以构造无穷多个维度的空间。下面是10维空间的图形构造。



下面是物理学家想象的10维空间。



大家明白了没有？
5，在一个小范围的都是三维空间，再大一点的范围就是四维空间，再大就是五维空间，.....，如果宇宙是无穷大的，就有无穷多维空间。
一个中国物理学老师在给学生讲课，介绍26维空间的推导。



我们生活在高维宇宙的一小片中，大到银河宇宙，小至原子夸克，都是 弦线构成的。


我们从四色定理、曲面染色借助霍奇猜想到多维空间，如果把无穷多个两两互素的素数与无穷多个两两相连的区域一一对应，就把数论与图论与物理学联系起来。图9是一个岐管，岐管内是一个世界x，岐管外是一个世界y，，整个宇宙就是费马曲线，也就是费马大定理。管壁就是膜，我们把由量子力学进入弦理论——膜——膜宇宙。就是说宇宙的数学形式是由数学中最经典的问题组成。
黎曼几何为爱因斯坦相对论提供了几何框架；我们的多维架构为玄理论和M理论提供了架构，并且开辟了一门新的几何学，它包含了部分拓扑学。

从目前看，没有什么根据，纯粹是数学计算出来的。
1960年代，关于理论物理与量子微观结构，出现了弦理论，认为自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子，而是很小很小的线状的"弦"。弦的不同方式的振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。当初提出弦理论，是为了统一自然界的四种基本力。
1970－1990年代，人有把弦理论与量子物理超对称理论结合，成为“超弦理论”，并用于解释宇宙的基本结构与起源。在解超弦理论方程时，只有当宇宙的维数等于11或26时，方程才能有确定的和有意义的解。按照“自然崇尚简单”的原则，就把宇宙的维数定为11维了。
没有理由。或者说，这只是一种理论上的可能性。

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运城市18485405879： 霍金认为宇宙是有11维空间的,凭借什么下 - ？
牟战脑血： 从目复前看,没有什么根据,纯粹是数学计算出来的. 1960年代,关于理论物理与量子微观结构,出现了弦理论,认为自然界制的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子,而是很小很小的线状的＂弦＂.弦的不同方式的振动和运动就产生出各种不同的基本粒子.当初提出弦理论,是为2113了统一自然界的四种基本力5261. 1970-1990年代,人有把弦理论与量子物理超对称理论结合,成为“超弦理论”,并用于解释宇宙的基本结构与起源.在解超弦理论方程时,只有当宇宙的维数等于11或26时,方程才能4102有确定的和有意义的解.按照“自然崇尚简单”的原则,就把宇宙的维数定为11维了. 没有理由.或者说,这只1653是一种理论上的可能性.

运城市18485405879： 霍金认为宇宙是有11维空间的,凭借什么下的这个结论?依据是什么?? ？
牟战脑血： 这个在物理课本上提到过,不过具体的,估计很少有人懂,只能提供一些信息根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是11维的,由震动的平面构成的.在爱因...

运城市18485405879： 霍金的十一维空间怎样理解? - ？
牟战脑血： 一维直线,二维平面,三维空间,在三维空间中再加入时间,这就形成了爱因斯坦广义相对论中的四维时空.根据四维时空的理论,只需要达到光速人就能穿越时空,或者在极短的时间内穿越很远的距离.为什么呢?打个比方:在二维平面中...

运城市18485405879： 什么是七维空间? - ？
牟战脑血： 根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是十一维的,由震动的平面构成的.在爱因斯坦那里,宇宙只是四维的(三维空间和一维时间),现代物理学则认为还有七维空间我们看不见. 科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被...

运城市18485405879： 霍金为什么会创造奇迹? - ？
牟战脑血： 霍金喜欢就一些科学命题,与其他学者开赌,一时成为科学界美谈.1.能否发现希格斯玻色子 霍金跟美国密歇根大学的戈登教授打了个赌:CERN不会发现希格斯玻色子.希格斯玻色子是英国著名物理学家希格斯与其他同事经过漫长年代的潜心...

运城市18485405879： 谁知道11维空间的科学详解? - ？
牟战脑血： 宇宙11维 根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是11维的,由震动的平面构成的.在爱因斯坦那里,宇宙只是4维的(3维空间和1维时间),现代物理学则认为还有7维空间我们看不见.科学家们对我们已认知的维与可能存在但未...

运城市18485405879： 宇宙11维的推断 - ？
牟战脑血： 第一度空间是「点」 第二度空间是「线」 第三度空间是「面」 第四度空间是「体」 第五度空间是动态的空间叫「速度」 第六度空间因动产生磨擦而生「温度」 第七度空间因温度产生热至爆炸而生「电」 第八度空间因电而产生「声光」 第九度空间因声光而产生「波动磁场」 第十度空间是属於「心灵」的空间,也是最高层次的空间

运城市18485405879： 高维空间是怎么回事?？
牟战脑血： 爱因斯坦提出四维以上的都称为高维,而四维空间的坐标就是在三维坐标的基础上加了个时间坐标.

运城市18485405879： 世界的维度真的有11维吗?如何有效放大维度? - ？
牟战脑血： 理论上说,一般的数学等式可以推到十一维,但十一维空间的存在状态难以解释,所以科学界公认的是到十维,十维时就没有时间概念,事物的起点既为终点,就是永恒状态.至于放大维度现有技术是难以做到的

运城市18485405879： 宇宙是几维空间? - ？
牟战脑血： 宇宙不是几维空间,宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称.宇宙起源是一个极其复杂的问题. 宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中.千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的.许多科学家认为...