我们的世界是几维的

维度问题,嫣然被搞得云山雾罩,众说纷纭。有必要好好收拾一下。迄今为止,也没有一个合乎逻辑的解释。我想谈点拙见,分五个方面。大家提出不同意见,集思广益。

其一,维度的本来意思。

维度来自英文dimension,其中di=direction (方向), mension =measure (测量),字面意思:特定方向的测度。数学意思:坐标系的坐标轴,作为对结构尺寸与运动轨迹的计量基线。

其二,维度的不同语境。

数学维度:指非物质的抽象的空间维度。例如:①平面坐标系有2维空间。②球面坐标系有3维空间(低维的外空间)。③平移的球面坐标系有4维空间(黎曼空间)。④旋转的球面坐标系有5维空间。⑤螺旋的球面坐标系有6维空间。⑥平移的螺旋的球面坐标系有7维空间(高维的内空间)。⑦旋螺螺的球面坐标系有11维空间(弦理论的多维空间)。⑧(n-3)层的螺旋的球面坐标系有n维空间(希尔伯特的n维空间)。

物理维度:应该指测量物质运动轨迹的维度。定点轨迹是0维,直线轨迹是1维,圆的轨迹是2维,螺线轨迹是3维。由于物质运动的本质是惯性运动或测地线循环,可以把复杂轨迹投影成简单轨迹,通常三维坐标足矣。

社会维度:泛指不同的方面,诸如路径、方式、要素、视角、选项、场合、语境、范畴、层面、走向。例如:马斯洛的需求理论有五个维度。因果分析法,涉及纵横交错的子系统维度。

其三,维度的人择原理。

显然,虽然数学维度提供了丰富的想象,但物理维度才是科学研究的正道。那么,多少维度比较合适呢?根据人择原理,应该以人类身材为基准,作为确定微观轨迹与宏观轨迹坐标系维度的观察背景。为什么?因为,假如人类是电子/光子,看其它电子是那么迟缓,测不准原理就会失效,高维内空间就会变成低维外空间,中微子也不是那么难以捉摸。

其四,维度的合理运用。

回到本题。认识世界,究竟需要多少维呢?有必要按希尔伯特无数维空间么?需要弦理论26维空间么?答案当然是否定的。

那么11维空间行么?我们知道,11维空间属于三体问题,由7维内空间加4维外空间,其动力学方程无比复杂,其实大可不必。因为,比起外空间,内空间极小,可以看作质点,即4维空间足矣。可是爱因斯坦四维空间的引力场方程,也复杂,无法求解。

看来4维空间未必是个好东西。无数事实证明:再复杂的运动轨迹,都可分解为若干二维线性代数来处理。

其五,物理学有必要无限细分么?

即便存在比普朗克长度更小的粒子,也没有必要建立这样的范畴。分解到电子、质子、中微子、真空介质的量子,已到最小境界。“外无其大內无其小”是大道理。物理学的量子,小到够用管用即可,小到可能测算即可。如果小到弦论那么小,有必要么?

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