理論物理學(xué)家認(rèn)為世界可能存在多達(dá)11個(gè)維度。

物理學(xué)家認(rèn)為（至少在理論上），除了我們正常的三個(gè)維度外，世界可能還存在更高的維度。第一條線索出現(xiàn)在1905年愛因斯坦探索狹義相對(duì)論的時(shí)候。當(dāng)然，我們一般所說的三個(gè)維度是指長(zhǎng)度，寬度和高度。而當(dāng)我們談?wù)摰谒木S的時(shí)候，這通常是指時(shí)空。但在本文中，物理學(xué)家所指的第四維是超乎正常三維空間的空間維度。物理學(xué)家所指的并不是一個(gè)平行宇宙，與大眾科幻節(jié)目中所描述的第四維度并不相同。

即使我們宇宙或其他地方存在另一個(gè)維度，我們又是否應(yīng)該前往這個(gè)一個(gè)包含它們的地方呢？對(duì)此，科學(xué)家也不能確定我們是否甚至可以體驗(yàn)到它們。我們的大腦或許無(wú)能為力。我們可以在數(shù)學(xué)層面描述第四維，但我們可能永遠(yuǎn)無(wú)法在物理范疇體驗(yàn)第四維。

雖說如此，這并沒有阻止我們繼續(xù)尋找更高維度的證據(jù)。一個(gè)可以幫助我們更容易地理解思維的模型是：四維立方體或超立方體。這是一個(gè)位于立方體內(nèi)的立方體。雖然是一個(gè)有用的比喻，但它并不存在于現(xiàn)實(shí)世界之中。那么，科學(xué)家如何才能真正發(fā)現(xiàn)第四維呢？日前，兩個(gè)分別位于美國(guó)和歐洲的獨(dú)立研究小組已經(jīng)完成了雙重實(shí)驗(yàn)。

這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都屬于2D，但都暗示了4D世界的存在。科學(xué)家主要是利用了一種名為量子霍爾效應(yīng)的現(xiàn)象。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng)，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。

耶魯大學(xué)理論物理學(xué)家史蒂文·格文解釋量子霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)的結(jié)果是：電子卡在二維系統(tǒng)之內(nèi)。他們只能朝兩個(gè)方向移動(dòng)。量子霍爾效應(yīng)發(fā)生在量子水平上，當(dāng)材料處于非常低的溫度時(shí)，或者是受到非常強(qiáng)的磁場(chǎng)的影響時(shí)，量子霍爾效應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生。在這里，還有一件事情發(fā)生。電壓不是正常增加，而是逐級(jí)跳升。通過限制具有量子霍爾效應(yīng)的電子，你同時(shí)可以測(cè)量它們。

按照數(shù)學(xué)計(jì)算，你會(huì)發(fā)現(xiàn)我們可以在4D系統(tǒng)內(nèi)檢測(cè)到量子霍爾效應(yīng)。美國(guó)研究小組，賓夕法尼亞州立大學(xué)的Mikael Rechtsman教授是表示：“我們并沒有物理存在的4D空間系統(tǒng)，但我們可以使用這個(gè)更低維度系統(tǒng)來(lái)訪問4D量子霍爾的物理學(xué)，因?yàn)楦�高維度系統(tǒng)是以結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性來(lái)進(jìn)行編碼的。”

作為3D對(duì)象的我們會(huì)留下2D投影，而4D對(duì)象應(yīng)該留下3D投影。我們可以通過研究它的投影來(lái)了解關(guān)于3D對(duì)象的一切。同理，我們可以從3D投影中獲得關(guān)于4D對(duì)象的知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)中，美國(guó)和歐洲的兩支獨(dú)立團(tuán)隊(duì)都做了類似的事情。他們通過激光來(lái)睹見第四維。

在歐洲的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家把銣元素冷卻到絕對(duì)零度。然后，他們將原子捕獲在激光晶格內(nèi)，形成了研究人員所描述的“一種像蛋殼一樣的光晶體”。接下來(lái)，他們用更多的激光來(lái)刺激原子，并且創(chuàng)造出所謂的量子“電荷泵”。雖然原子本身沒有電荷，但在這里他們模擬了電荷的傳輸。原子運(yùn)動(dòng)的微妙變化與量子霍爾效應(yīng)在第四維中的效果保持一致。

用游戲來(lái)解釋第四維

在美國(guó)的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家使用玻璃來(lái)控制激光進(jìn)入系統(tǒng)。這基本上是一個(gè)長(zhǎng)方形的玻璃棱鏡，里面存在一系列的通道。研究人員將這些通道作為波導(dǎo)來(lái)操縱光線，使其像電場(chǎng)一樣起作用。在測(cè)量光是如何通過裝置時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)了光的行為與四維量子霍爾效應(yīng)的表現(xiàn)相吻合。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家負(fù)責(zé)了歐洲團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)。研究成員Oded Zilberberg表示，在這些實(shí)驗(yàn)之前，觀察第四維中的行為就像是科幻小說一樣。

Rechtsman說道：“現(xiàn)在這些實(shí)驗(yàn)還遠(yuǎn)沒有任何實(shí)際的應(yīng)用。然而，第四維的物理學(xué)可能會(huì)影響我們的3D世界。”至于應(yīng)用方面，Rechtsman指出：“也許我們可以在更高維度上提出新的物理學(xué)，然后設(shè)計(jì)出可以在更低維度利用更高維度物理學(xué)的設(shè)備。”

在這些實(shí)驗(yàn)中，光子和電子不會(huì)相互作用。接下來(lái)，科學(xué)家們希望探索光子與電子相互作用時(shí)的結(jié)果。Rechtsman聲稱，我們可以通過研究第四維來(lái)更好地理解物質(zhì)的各個(gè)階段。如果我們理解了第四維，這是否可以宣告結(jié)束了呢？當(dāng)然不是，小編曾報(bào)道理論物理學(xué)家認(rèn)為世界可能存在多達(dá)11個(gè)維度。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/1127343.html

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