六維與八維

查理德·韋伯+++lollso+lo

六維——兩個時間

當物理學家提出涉及更多維數的宇宙理論時，他們通常只是指空間是高維的，并不涉及多維時間。

這也很好理解。如果時間是多維的，物體就可以在高維時間坐標中沿環路運動，也就是說，高維時間使得物體可以隨意穿梭于我們所處的一維時間上的任意兩點，這就違背了光速是宇宙最快速度這一定律，并且使我們可以進行時間旅行，而這與我們目前的宇宙觀測結果不相符。

然而，到了1995年，南加州大學洛杉磯分校的伊扎克·巴爾斯通過M 理論巧妙地構造出了一種存在高維時間的理論框架。該理論允許第二時間維存在，且不違反光速不變的結論，這種模型能夠解決粒子物理學標準模型無法解決的一些問題。M理論是弦理論的發展。該理論的目標是成為萬有理論，一個能解釋所有的相互作用的物理理論。它試圖把四種基本相互作用力——電磁力、引力、強核力和弱核力——統一起來。它還試圖融合當前所有五種超弦理論和十一維的超引力理論。為了充分了解它，愛德華·威滕認為需要發明新的數學工具。M理論的“M”包含有許多意思，例如魔術（magic）、神秘（mystery）、膜（membrane）、矩陣（matrix）等。

但這里有個陷阱：這個高維時間理論若要成立，必須同時存在一個額外維度的空間，因此在巴爾斯構造的模型中，宇宙共有6個維度（4+2），這個宇宙中的事物和我們熟悉的四維宇宙中的非常相像，唯一的區別是，在六維世界中，描述物質構成和相互作用的理論是六維標準模型，而當這個高維模型投射到四維時，將產生很多不同的四維版本，每一種描述一個不同的四維宇宙。

八維——八元數的神奇結構

八維是八元數能夠自然存在的空間。八元數是一種非常奇怪的數學結構，正如加州大學河濱分校的數學家約翰·巴澤所說：“它是那個要被人一直鎖在閣樓上的瘋叔叔。”

八元數是僅有的可以進行除法運算的四種數制（注： 實數、復數、四元數、八元數）之一，能夠進行所有代數運算。八元數的運算方式復雜異常，不像我們熟悉的傳統數制中的任何一個。

為什么物理學中要引入八元數呢？這是因為在某些物理學問題中它是極為有用的工具。由八元數組成的矩陣可以構成一種叫作E8特殊李群（李群是由1 9世紀挪威數學家索菲斯·李在研究多維對稱時發明的，E8是李群中舉的一個例子）的復雜的數學結構，這種數學結構是某些弦理論的核心內容。

2007年，E8群成為熱門話題，加瑞特·里斯基于E8群結構提出了一種可以統一萬有引力和其他三種相互作用力的統一理論，與弦理論完全不同。里斯本人沒有科研背景，他花了相當多的時間在夏威夷沖浪。科學新聞界對他的研究成果的報道觸怒了一些人，比如倫敦國王學院的邁克爾·杜夫。他說：“弦理論家自從20世紀70年代末就開始研究E8，我們不需要沖浪好手來告訴我們這很好玩。”（注：里斯本人的數學基礎不錯，但是物理學很差，其理論在物理上完全站不住腳，只是一個計算得比較正確的數學練習而已。）

杜夫認為，八元數到底有沒有價值，還很難確定，我們還不知道八元數是否與真實世界有關，所有由此提出的理論都還未經過實驗的檢驗。