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第十一章 物理学的统一(4 / 7)

们生活空间只有二维,并且弯曲成像个锚圈或环表面(图11.7)。如果你是处在这圈内侧边而要到另边去,你必须沿着圈内边缘走圈。然而,你如果允许在第三维空间里旅行,则可以直穿过去。

图11.7

如果这些额外维数确实存在,为什们没有觉察到它们呢?为何们只看到三维空间和维时间呢?般认为,其他维数被弯卷到非常小尺度——大约为1英寸100万亿亿亿分之空间,人们根本无从觉察这尺度。们只能看到个时间和三个空间维数,这儿时空是相当平坦。这正如个桔子表面:如果你靠非常近去看,它是坑坑洼洼并有皱纹;但若离开距离,你就看不见高低起伏而显得很光滑。对于时空亦是如此。因此在非常小尺度下,时空是十维,并且是高度弯曲;但在更大尺度下,你看不见曲率或者额外维数。如果这个图像是正确,对于自愿空间旅行者来讲是个坏消息,额外附加维实在是太小,以至于不能允许空间飞船通过。然而,它引起个重要问题:为何是些而不是所有维数被卷曲成个小球?也许在宇宙极早期所有维都曾经非常弯曲过。为何维时间和三维空间摊平开来,而其他维仍然紧紧地卷曲着?

人择原理可能提供个答案。二维空间似乎不足以允许像们这样复杂生命发展。例如,如果二维动物吃东西时不能将之完全消化,则它必须将其残渣从吞下食物同样通道吐出来;因为如果有个穿通全身通道,它就将这生物分割成两个分开部分,二维动物就解体(图10.8)。类似,在二维动物身上实现任何血液循环都是非常困难

图11.8

多于三维空间维数也有问题。两个物体之间引力将随距离衰减得比在三维空间中更快。(在三维空间内,如果距离加倍则引力减少到1/4。在四维空间减少到1/8,五维空间1/16,等等。)其意义在于使像地球这样绕着太阳行星轨道变得不稳定,地球偏离圆周轨道最小微扰(例如由于其他行星引力吸引)都会引起它以螺旋线轨道向外离开或向内落到太阳上去。们就会被冻死或者被烧死。事实上,在维数多于三维空间中,引力随距离变化同样行为意味着,太阳不可能由于压力和引力相平衡,而存在于个稳定状态,它若不被分解就会坍缩形成黑洞。在任情况下,作为地球上生命热和光来源来说,它没有多大用处。在小尺度下,原子里使电子绕着原子核运动电力行为正和引力样,这样电子或者从原子逃逸出去,或者以螺旋轨道落到原子核上去。在任情形下,都不存在们所知道原子。

看来很清楚,至少如们所知,生命只能存在于维时间和三维空间没被卷曲得很小时空区域里。这表明,只要人们可以证明弦理论至少允许存在宇宙这样区域——似乎弦理论确实能做到这点,则们可以用弱人择原理。同样,也会存在宇宙其他区域或其他宇宙(不管那是什含意),那里所有维都被卷曲得很小,或者多于四维几乎是平坦。但在这样区域

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