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 。
【我们的世界是几维的】
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?