五维空间是什么样子的呢


五维空间是什么样子的呢

这个问题应该分成数学概念和物理概念两种 。
如果是数学概念,空间的维度是定义为空间元素中的最大不相关数(简单来说),按照这个定义就算是大一的线性代数,欧氏空间,都是n维空间的(五维只是小菜一碟,学生做的作业题而已) 。在数学的抽象概念中,甚至不乏无限维空间,分数维空间,实数维空间等等更加抽象的空间概念 。
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但是,如果是物理概念 , 五维空间就复杂到不那么容易想象了 , 而且在物理理论中,对高维空间(五维以上称为高维空间)感兴趣,而且具有理论必要性的,只有现在流行的超弦理论 , 其他理论包括相对论和量子理论,都只涉及四维空间(三维空间加时间) 。在超弦理论中,五维空间多出来的那一维是定义在三维空间(他们称为伸展的空间维)的每一个点上,以卷缩到足够小的尺度的形式存在,所以无法被观测 。实际上现在的超弦理论(M理论),把多出来的卷缩维度提高到七个,所以是11维空间 , 就是所谓的卡拉比--丘成桐空间 。这些多出来的空间维,至少到目前为止都是为了理论的自洽性、完备性和合理性,具体来说是为了克服把引力引入量子理论以后(为了大统一理论)出现的无穷大和不合理概率(負概率和无穷大概率)的问题,跟所谓黑洞,或者其它任何物理现实都没有什么关系 。
所以,归根到底 , 所谓高维空间,无论在数学意义上,还是物理意义上,都是一种理论概念 。说实在的,只有像《三体》这样的科幻小说 , 或者科幻电影,才具体描述所谓的高维空间,尽管那些描述几乎都是无稽之谈 。

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