从零维到十维:一口气讲完所有维度(完整文稿)
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从点到线
想象你能想到的最小的东西。
再把大小彻底去掉。
剩下的就是一个零维的点。
它不是铅笔尖画的小点,那种点再小也有大小。真正的数学点,在任何方向上都完全没有尺寸,只是一个孤立位置。它纯粹是个位置,完全不涉及大小。听着太简单,没啥了不起。可是这个点,只剩位置,其他属性全没了。整部片子的每个维度,都建在这上面。
零维点引出的第一个怪问题来了。完全没有大小的东西,还能算存在吗?数学家说能,但理由很重要。点不是待在空间里拿尺子量的东西,它是一个位置。它只回答在哪,至于多大,根本不用答。两个点相隔千里,都同样真实。不是因为有大小,而是各自占了明确的位置。
这关系到现代物理最怪的发现之一,值得一开头就讲。后面几乎每章都有它的影子。量子力学认为,宇宙的基本粒子,电子、夸克,都是点粒子。不是我们想象的小球,而是零维的点。至今所有实验都这么认定。这个事实带来一个后果,多数人没想过。你摸过的每个固体,都由零大小的东西组成。
你感到的硬,不是小球互相碰撞。而是无维点之间的电磁斥力,在极短距离里互相推开。你这辈子从没真正碰到过东西。你只是感受到电磁力,来自指尖的零维粒子和被碰物的零维粒子。固体从无中生有,每个维度都要从这颗没有大小的种子长出来。
一个点哪也去不了,没有方向,也没有移动的概念。但把两个点连起来,全新的东西就出现了。
拿起你的零维点,朝一个方向拖动,看它留下的轨迹。这就是线。这就是第一维,整段数学之旅中,移动第一次成为可能。在一维宇宙里,假想的居民只有两个方向可选,前进和后退。如果前方线上有东西挡着,你要么停下,要么等它先动。没法绕过去,因为绕圈需要第二维,它还不存在。
听着像枯燥的思想实验。但它是距离和方向这两个常用概念的数学源头,你天天在用。距离就是两点在线上隔多远,方向就是你正往哪边走。你量过的每个距离,指过的每个方向,都源于这个根基。接下来。
事情开始真正变怪,而且影响后面一切。可以证明,一维的线里有无数个点。随便挑两个点,不管多近,中间总还有点。新点之间,又有别的点。永远数不完。古希腊数学家埃利亚的芝诺,就此提出著名悖论。要走过一个房间,得先走一半,再走剩下的一半,再走一半。既然永远走不到最后一步,芝诺还挑衅地说,运动本身在逻辑上也许不可能。但运动显然是真实的。可芝诺真正的洞见,不在走房间这件事。
而是说,一根简单的线,认真看清楚后,其实非常奇怪。一维里就悄悄装着无穷。到现在,我们刚好搭好一维。
二维平面国
还要再建十四维。现在,把这根线垂直拖向一边。
一八八四年,萨里郡,英格兰有位教师兼神学家,埃德温阿伯特,他写完一本薄薄的小说,生前几乎无人注意,后来却悄悄变成数学和物理史上,被引用最多的思想实验之一。他给它起名平面国。叙述者是个平凡的二维正方形,他生活在一个平坦宇宙里,各个方向无限延伸,却完全没有上下的概念。
在平面国,地位取决于图形有几条边。三角形在最底层。正方形和五边形,稳稳属于中产。圆在社会顶层,下面所有人都敬着它。但有个细节,数学家们至今还在引用。平面国居民看图形,不像你看纸上的画,一眼看到全貌。
他们只能看到边,也就是自己平面里的线段。一个正方形迎面走来,看到的不是正方形。只看到一条直线,宽度和朝向它的面一样。他们的整个视觉世界,永远只见边缘。他们永远无法从上方看自己的宇宙,因为上方这个方向,根本不存在。
想象一个三维的球慢慢下降,直接穿过平面国。居民看到的不是球。他们先看到一个点凭空出现,那是球的尖端,刚碰到他们的平面。球继续下降,这个点变成小圆,越来越大,直到球最宽的赤道穿过他们的世界。然后圆开始缩小,越来越小,最后完全消失,来得突然,去得也神秘。很怪吧。在每个居民眼里,一个普通的三维球,就像凭空变出来的圆。莫名其妙变大,然后消失。
在二维之内,根本找不到解释。完整的形状,只能从更高一维去理解。这是整部纪录片最重要的原则,在讲更复杂的维度之前,值得先说清楚。被困在低维的生物,看不出高维物体的真实形状。
只能看到截面,也就是穿过他们那一层的部分。在低维里,球看起来就是个圆,不管观察者多聪明,看得再仔细也没用。从平面国出现那刻起,一个问题就在悄悄酝酿。四维物体在你眼里什么样?你其实已经知道答案。它看起来像一个神秘变幻的三维形状,是穿过你三维世界的截面。完整的形状确实存在,只是你的感官,天生就感知不到。
稍后我们会用真正的数学,造出这个形状。但首先,在它下面还有一维,我们得彻底搞懂它。
为何是三维
也就是你一生每一秒都身处其中,却几乎从没问过,为什么偏偏是这个数的那个维度。
长、宽、高。这三个方向,它们构成了你从出生第一秒到此刻,所有经历的全部。但有个问题没人问:为什么恰好是三维?一九五五年,物理学家保罗·埃伦费斯特发表了一篇论文,用严肃数学研究这个问题。此后几十年检验,结论依然成立。他推演在不同维数的宇宙里,稳定轨道和稳定原子会怎样。答案非常惊人。
在二维空间里,引力会让稳定轨道,在数学上不可能存在。在平坦的二维宇宙里,绕恒星转的东西,要么坠进去,要么永远飘走,中间没有稳定路线。在四维或更高的空间,引力在近距离强得多,稳定轨道也不可能。按同样的道理,原子也有麻烦。维度太少,电子没法保持稳定轨道。维度太多,轨道几乎立刻塌掉。
三维空间恰好处在,稳定轨道和稳定原子,还有生命依赖的长期化学,都能可靠存在。物理学家把这叫作人择原理。它的主张是:我们所在的宇宙,恰好有支持生命的条件,能让我们提出这个问题,这不值得惊讶。因为没有这些条件,就没人在这儿察觉差别。现在说回平面国。就像阿伯特笔下的二维人,看不见第三维,你的大脑从没发展出想象四维的能力,因为从来没这个需要。我们的祖先只在三维世界里活动。这是我们天生大脑的结构特征,是几亿年的选择压力装上的。生存从来不需要超过三维。
这对这部纪录片后面很重要。天天跟高维打交道的数学家、物理学家,并不会像看桌上的立方体那样,真的看见它们。他们做的是直接用数学方程工作。这个区别非常重要。图画不行了,数学还能继续。所以你身处的,很可能就是极少数能支撑化学与生命的稳定维度配置之一。
三维更像中了一张彩票,而不是理所当然。
时间第四维
可是光有三维空间,还解释不了你的全部体验。还有一个方向,贯穿你的整个存在。你只能朝一个方向,以固定的速度走,停不下来,也回不去。瑞士有个专利员,在轮班间隙干着平凡的活儿,他即将证明那个方向到底是什么。
一九零五年,伯尔尼。瑞士。阿尔伯特·爱因斯坦一年发了四篇论文,历史学家称那年为奇迹年。其中一篇,让全世界的物理学家彻底重新审视一个东西,它太基础了,几乎没人认真怀疑过。时间。在爱因斯坦之前,物理学家把时间当成稳定统一的背景。对所有人、所有地方,都以同样的速度前进,不管你在做什么,或者移动多快。巴黎实验室的一座钟,和遥远行星上的钟,滴答声永远完全一致。这看起来显然正确,但爱因斯坦用数学证明,这是错的。
时间快慢不一,取决于你相对参考点运动得多快。一艘接近光速飞行的飞船,从地球上静止的观察者看来,船上的钟会明显走得更慢。这不是幻觉。这不是错觉,七十年代科学家把超精确原子钟装上民航客机,直接证实了这一点。你手机导航用的GPS卫星,每天也会自动计算修正。十年后,一九一五年,爱因斯坦把这些想法进一步扩展,提出了广义相对论。
接下来,真正彻底的转变完整登场。空间和时间,不是两个独立的东西。它们是同一个统一结构,时空。在这个结构里,时间是真正的第四维度。有个办法能体会它的含义。你并没有静止,只是感觉静止。但你一直在第四维度里匀速前进,速度是每秒走一秒。这个运动没法减速,也没法倒转。数学家用四个数字,就能精确定位时空里的事件。三个数字说明空间位置,一个说明时间。你的一生,可以画成一条连续的线,穿过四维空间。
物理学家管这条线叫世界线。由此产生一个问题,世界顶尖的物理学家至今还在公开争论。如果时间在数学上真像长度和宽度一样是个维度,那是不是意味着,过去和未来早已存在,只是等你的意识一个个时刻到达?就像远方的城市,在你出发前就在那里等你。很多严肃的物理学家回答:是的。这个立场叫块状宇宙。它认为过去、现在和未来同样真实地存在。我们感受到的时间流逝,与其说是现实本身的属性,不如说是意识在那固定结构里移动的副作用。它一次切一片,顺序严格不变。
不是每个物理学家都接受块状宇宙,争论确实没有定论。但有一个基础主张:时间是真实的,物理上必需的第四维,已无争议。你这辈子一直活在四维里。只是之前不知道第四维的名字。现在你知道了。
四维超立方体
但从二维开始,《平面国》就在铺垫这个问题了。如果时间真是第四维度,还有别的维度吗?要回答这个,得造个形状。有十六个顶点的形状。数学家精确描述这个形状,已经一百多年。可没有任何活人见过它,将来也不会有人见到。
正方形四个角。把正方形沿垂直方向,拉出它所在的平面,进入第三维,就得到一个立方体,有八个角。这个过程很直观,连小孩都能听懂,也能清楚想象出结果。好,接下来是同样逻辑的下一步。把立方体再拉一次,方向垂直于已有的三个维度,同时、完整地拉。
看看得到什么。数学家叫它超正方体,也叫超立方体。按同样的逻辑:正方形四个角,立方体八个,超正方体正好十六个角。三十二条边。二十四个正方形面,八个立方体面。就像普通立方体有六个平面一样。这些数据都经过同行评审,数学上精确无误。
这只是几何学,比普通空间多走了一步逻辑而已。你没法直接完整想象这个形状。谁都不行。但数学家有办法。他们能把超正方体投影到三维,就像把三维物体的影子投到二维地面上一样。得到的形状是立方体套立方体,对应顶点之间,多了八条连线。对三维生物来说,这是四维超立方体内部样子,最接近的呈现。
当你看这个形状在四维空间旋转,里外两个立方体仿佛不断互相穿过,循环往复,按普通几何规则看完全不可能?但这并非不可能。这只是四维旋转投影到三维时的效果,就像二维国居民看三维球穿过平面时的那种困惑。
2018年,研究者做出首款真四维游戏,测试人能否在里面导航。初步结果非常惊人。持续练习后,受试者走四维迷宫的能力明显提升。有人说隐约感觉到那个额外方向。说明大脑能想象第四个空间维度。受进化限制,这是没人练过的技能。但第四空间维度的数学和几何,我们已经牢牢掌握了。
五维与六维
接下来,去直觉跟不上的地方。
1919年,柯尼斯堡。数学家卡鲁扎给爱因斯坦寄去一封短信,将重塑物理一大分支。卡鲁扎研究广义相对论方程时,发现了别人都没注意到的东西。只要给爱因斯坦的方程加一个空间维度,第五维,数学就有惊人表现。同一组方程不仅能算引力,还开始描述电磁力,也就是光和电的来源,以及宇宙里一切电磁相互作用。
在卡鲁扎之前,引力和电磁被当成两种完全不同的力,各用一套独立数学框架。他的洞见是:它们可能是同一种力的两面,前提是第五维真的存在。几年后,1926年,瑞典物理学家克莱因。他完善了理论,让它有了流传至今的名字:卡鲁扎克莱因理论。克莱因提出,第五维不是像第四维那样藏在感知外,它是卷起来的,紧缩成极小的闭合圈,小到人类任何仪器都无法直接探测。
他打了个比方,至今还在物理课本里。想象一根拉长的水管。远看,它就像一条一维直线,凑近看会发现它还有第二维,绕着管子转圈,一个无尽循环的圆形方向,远看完全看不见,却真实存在。
在现代量子力学某些诠释下,物理学家对第五维讲法不同,常用概率和分叉的可能性来说。如果每次量子事件不坍缩成单一结果,而是每个可能结果都生成一条分支时间线,第五维或许就是连接所有时间线的空间。每一个可能存在的你,这一天每种可能的走向,每种不同的选择,同时存在,并列在第五维空间里,你的三维感知永远无法直接触及。
这仍是猜想物理,这点必须说清楚。但它的数学基础经住了考验。
如果第五维连接从此刻分叉的所有可能未来,第六维把这想法放得更大。
第六维不只连接这一个宇宙的可能未来。它连接任何可能开端诞生的所有宇宙,每一次可以想象的大爆炸,每种可能的初始条件,各自分叉出所有可能的未来,共同构成一个完整的数学空间。第五维和第六维的区别要想清楚,因为这个概念跳跃很关键。如果第五维是一个故事的所有可能版本,第六维就是整座图书馆。所有可能写出的故事,从任何可能的开头,分叉出任何可能的结局。
这就接上了量子力学最有争议的一种解读,就是多世界诠释。一九五七年,普林斯顿大学,年轻博士生休·埃弗雷特三世交了篇论文,同行大都觉得荒谬。量子力学描述叠加态的粒子。主流的哥本哈根诠释把坍缩当成现实的基本特性,但不解释原因。
埃弗雷特问,如果每次量子测量的每种结果都继续存在,各自有独立宇宙,每次量子事件发生,现实就分叉一次?在他的诠释里,没有单一宇宙随时间展开。而是可能有无限多个宇宙不断分裂。
他的导师约翰·惠勒,就是后面讲量子观测会再提的物理学家,据说很感兴趣,又明显担心学界的反应。许多资深物理学家公开否定。他很受挫,干脆彻底离开了学术物理,后半生都在美国国防部工作。几十年后,他早逝很久之后,多世界诠释又重新受到重视。
如今,量子基础领域专家的调查显示,它是支持人数最多的立场之一,不过仍有争议。如果多世界是对的,第六维就是容纳所有分叉宇宙的完整空间。任何开头分出的所有可能故事,同时存在,同样真实。但每个宇宙都遵守和我们一样的基础物理定律。如果连这些定律也变成变量呢?
七维至九维
第六维里的每个宇宙,历史再不同,都共享一个深层假设,就是我们宇宙的同一套基础物理定律。第七维连这个假设也去掉了。在这里,自然常数本身,比如引力的精确数值、光速的精确值,电子的精确质量,还有几十个基本数字,都成了自由变量。每种数值组合对应一个不同的宇宙,化学都不同,物理不同,甚至没有稳定物质。
这就连到现代物理一大难题,精细调节问题。我们宇宙的常数精准得近乎可疑,刚好允许复杂结构和生命存在。强核力只要改一点点,恒星就造不出化学所需的重元素。改变宇宙学常数,宇宙要么在大爆炸后立刻坍缩,要么爆炸式膨胀,物质根本聚不成星系。
为什么调得这么准?物理学家给出两类回答。第一,某个未发现的更深原理,最终会解释这些值是唯一自洽的。第二,如果真有海量宇宙,各自有独立的物理常数,那至少有一个适合有意识观察者,统计上不稀奇,因为只有那些宇宙里,才有谁会问这个问题。第七维就是所有可能宇宙的完整空间,物理定律任意组合,全部同时存在。
这已到目前可检验物理的边缘。这个边界很重要,后面细讲。但描述不同物理定律如何运作的数学,是经过同行评审的,哪怕它指向的多元宇宙框架还没有。所以规则本身也成了变量。再升一维,就有蓝图把所有可变规则宇宙连在一起。
如果第七维代表一切物理定律组合下可能的宇宙,那第八维就更抽象一层,把这些不同宇宙连成一个整体。弦理论物理学家给这个结构起了名字,叫景观。值得弄清它的确切含义,因为这个概念后面几维很关键。
弦理论的数学并不预言隐藏维度唯一的排列方式。它预言的可能排列非常多,约有十的五百次方种。这个数字大到远超可观测宇宙里所有原子的总数。每种排列对应一个宇宙,有各自的物理定律和常数。
景观就是所有这些排列的完整数学地图,看成一个整体。想象一片巨大的地形,每个点都代表一个宇宙,各有自己的物理定律组合。地形里有些区域靠得近,代表物理相似的宇宙。有些区域远得难以想象,它们的规则彼此完全认不出。
第八维描述所有这些可能宇宙之间的关系。这联系到当今理论物理界争论最激烈的问题之一。我们的宇宙、我们的常数,是否在深层意义上很特殊?还是只是众多可能性中的一点,恰好落在适合复杂化学和意识观察者的区域?一些物理学家相信,更深的原理终将解释常数为何是这个值。另一些人认为不必特别解释,我们只能存在于允许我们存在的宇宙。
这场争论没有定论,很严肃,正在各领域的论文中上演。
这一维接近真正的最终数学边界。是空间本身一切可能形状和结构的完整空间。听着极其抽象,说实话确实如此。但核心想法比听起来更好懂。数学家有门叫拓扑学的学科,能严格分类任意维度的形状。拓扑学关心形状被轻轻拉伸、弯曲、扭转后不变的性质。比如有几个洞,表面怎么相连,有没有里外之分。
有个著名的例子:咖啡杯和甜甜圈是同一种形状。它们都恰好有一个洞:杯柄,甜甜圈的中心。只要足够柔软,两者就能不断裂不穿孔地互相变形。它们拓扑上一样。弦理论要求额外维度卷成极小、极复杂的,多维形状,叫卡拉比-丘流形。卡拉比在五十年代首次数学描述,丘成桐在七十年代严格证明。每个流形的拓扑形状,直接决定那个宇宙的物理性质。
粒子质量、力的强度,整个物理的面貌。第九维代表所有可能流形形状的完整分类空间。它是一切可能物理实在的外缘。走到这一步,连每天用这些方程的物理学家也放弃直觉解释。他们只靠数学推导。
弦论与M理论
一九六八年,欧洲核子研究中心,就在法瑞边境上。一位年轻的意大利物理学家,加布里埃莱·韦内齐亚诺,正在寻找强核力的数学描述,也就是在每个原子核里,把质子和中子束缚在一起的基本力。翻旧数学教材时,他偶然发现了一个公式,写于约两百年前,出自瑞士数学家欧拉。欧拉当初写它,完全是为了不相关的抽象数学目的。欧拉公式竟描述了强核力的关键实验特性,尽管它写下的时间,比强核力被发现还早两个世纪。
这个意外发现,引发了一连串理论研究,最终让别的物理学家意识到,韦内齐亚诺的方程就好理解多了,只要不再把基本粒子想成零维的点,而是想成极小的、极其纤细、会振动的一维弦。这就是弦论的诞生。每种基本粒子都不是毫无特征的点,而是一小段振动着的纯能量弦。不同粒子,对应以不同特征频率振动的弦。就像一根吉他弦,振动方式不同,就能发出完全不同的音符。
有个关键细节。要让弦论的方程保持内在自洽,数学要求正好十个维度:九个空间维度,加一个时间维度。这个数字,是方程自身自洽的硬性要求。换成别的维度数,数学立刻崩塌,直接产生矛盾。
真正有说服力的是,好几个完全独立的弦论版本,都各自算出同一个数。从完全不同的起点出发,十总是一次次出现。在你感受到的四个维度之外,多出的六个空间维度,被卷进卡拉比–丘流形。必须说清楚:弦论还没有被实验直接证实,一些严肃的批评者认为,任何实验可能都永远无法直接检验它。这个批评稍后细说。
但十维从好几条独立的理论路径各自涌现,这让世界上相当一部分在职理论物理学家相信,弦论确实指向了宇宙结构中某种真实的东西,尽管那东西最终的确切形式还没定。
到九十年代初,弦论碰上一个很不舒服的问题。各自独立研究的人搞出了五个版本,不是一个。批评者问:如果它真是万物理论,为什么会有五种互不相容的版本?一九九五年,在南加州大学的弦论会议上,爱德华·威滕站了起来,发表了一场演讲。几十年后,物理学家仍然说,它引爆了第二次超弦革命。威滕证明,这五个看似独立的理论,根本不是不同的理论。
它们是同一个更深层框架的五种极限情形,一个理论,从五个方向看,而这个更深的框架要求的不是十维,恰恰是十一维。威滕把它命名为M理论。直到今天,威滕都没公开说过M是什么意思。这成了物理学界最经典的老梗之一。至今没有任何实验,直接探测到任何一种额外维度。大型强子对撞机,史上最强大的粒子加速器,多轮运行中,它专门找过额外维度的迹象,一个都没找到。
一些物理学家认为,弦论和M理论最终可能走不通,因为物理终究要建立在可检验的、可证伪的预言,而非纯数学之美。另一些人则说,相关能标可能太高,现在的仪器够不着。真正正确的理论,有时也得等上几十年,等验证技术追上来。争论至今没有定论,而它正是当代理论物理界最重大争论的核心所在。
无限维与全息
但这段旅程还有一个终点。这个维度不用猜额外的空间方向,也不用蜷缩流形。它早就藏在大学物理课的那些方程里。
前面讲的维度,不管多抽象多隐蔽,都是空间或时间方向。但这个维度完全不同。
量子力学用一个叫波函数的数学对象,描述粒子的完整状态。这个波函数存在于一个叫希尔伯特空间的结构里。由德国数学家希尔伯特在二十世纪初严格建立。
物理圈外几乎没人知道,很多标准量子系统,比如电子绕核自由运动。描述它所有可能状态的希尔伯特空间,不只是大,而是无限维。这是全球各大高校物理学家每天用的严格数学。电子的位置,能在任何方向上连续取无限多个值。每个可能的位置,都对应电子希尔伯特空间里独立的一维。
要算量子系统随时间怎么演化,物理学家就在这些无限维空间里工作。用的工具,专为严格处理这种无穷而设计。这都快一百年的教科书内容了。它悄悄暗示,你身体里每个原子的每个电子,都需要无限维,物理标准方程才能正确描述它。你就活在无限维的数学里。
只是这种无穷,所在的结构和空间维度很不一样。无限维不遥远,不需要超级对撞机,也不需要望远镜。它们就在你身体的每个粒子里。描述它们的方程,已经被成千上万次实验,以极高精度反复证实。这就引出了本片从一开始悄悄铺垫的最古怪的问题。
如果量子力学描述一个普通电子,就要用无限维,如果现实的数学本来就在这个尺度,那维度还是不是根本的?还是说,它们更奇怪?
一九九三年,物理学家特霍夫特在研究黑洞。他发现一件怪事,黑洞能装的信息量,不和三维体积成正比。普通物体都按体积算,可它正比于事件视界的二维面积,即外边界。
这个发现让特霍夫特,随后萨斯坎德,提出了一个大胆的猜想。如果这不是黑洞特例,而是普遍原理呢?如果描述任何三维空间所需的全部信息,都能编码在它周围的二维表面上呢?就像印在银行卡上的二维全息图,能装下完整的三维图像?这就是全息原理,它的推论令人眩晕。你生活了一辈子的三维空间,可能根本不是基本的。它们可能只是涌现出来的,更深层的实在只有二维。空间本身,可能只是一个投影。
一张全息图。一九九七年,物理学家马尔达西那发表论文,成了物理学史上引用最多的文章之一。他用严格的数学证明,五维弯曲空间里的引力理论,数学上完全等价于一个更简单的理论。后者描述平坦四维边界上的粒子,完全没有引力。简单说,马尔达西那给出了全息原理真实起作用的精确数学例子。高维空间里的整套引力理论,可以完美转换成边界上等价的低维理论。信息不丢,物理不变,两种描述完全等价。
这个对偶叫ADS斜杠CFT,名字来自它的数学结构。此后它成了现代理论物理最多产的工具之一。物理学家用它解引力难题,五维太复杂,就换成四维无引力的等价问题。解完之后,再换回来。现在,到了这部片子从头铺垫的那个不安的问题。如果高维空间里的引力,在数学上完全等价于低维边界上无引力的理论,哪个才是根本?
你生活了一辈子的三维空间,是根本现实吗?还是说,低维边界的描述才是真正根本的?而你每天觉得真实立体的三维,更像是从更深层自然投影出来的。弦论创始人之一,参与发展全息原理的萨斯坎德,曾公开认真考虑过,我们整个宇宙就是这样运作的。空间本身来自更深层的东西,而不是自己就是根本。
结束前,这片子欠你一句完全的实话。作为对一切现实本质的大论断,全息原理仍只是猜想,没有决定性实验证实。ADS斜杠CFT对应已经非常扎实,在物理许多领域都是实用的理论工具。连怀疑其哲学含义的物理学家也在用。这两件事同时成立,把两者混为一谈,都会误导人。
我们从一点开始,连成线,铺成面,来到三维。我们发现时间就是正在穿行的第四维。再顺着数学一维一维往前走。直到形状没法想象,只剩纯粹的方程。我们发现,量子力学描述一个普通电子,就要无穷多维。最后我们走到一个真实的可能,这些维度都是投影,是从底下更平坦的东西里浮现出来的。这条思路不是科幻。每一步都来自数学、真实的实验、真实的物理学家和真实的一生。
故事停在深奥又没解开的地方,不是失败。这正是科学在前沿最诚实的样子。