怎樣理解“維”?
——從質能公式看“維度”的理解和計算

莫 嫻

對外經濟貿易大學統計學院 北京100029

一、關于維度公式的回顧

二、對以上公式中“維”計算的理解

(一)“維”的由來。“維”是一個新的概念,是將物理學科中的長、質、時三個原始單位統一看待的結果,“維”代表著能量流動的速度。分解來看,“維”代表了一個單向的“長”(r),也可以代表“質”的密度( B),甚至可以代表時間(t)的一個量化上的壓力度。

(二)“維”代表的一個單向的“長”。

2.舉證實例:以三維空間計算常數——光速來解析,在三維空間中,為什么光速一定是一個維度量值接近3的數?我們知道,“米”實際是一個量化的長度,米是1790年5月由法國科學家組成的特別委員會通過以巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一作為一個單位長度,以此出定義了“一米”的長度,所以,米是一個世俗意義上的度量衡。那么,如果當時的定義不是現在的“一米”,而是將0.8米、又或者是0.5米作為度量衡來定義當時代表的“一米”呢?光速還會不會是在真空下接近3×108米/秒呢?顯然,光速依然會是一個3的倍數,而衰減的小數也依然會是0.002(在三維空間運動公式中使用并證實過衰減數0.13×2的存在),只是后綴速度度量不再是108米,聰明的你可以提起筆,試著算一算。這就是“維”計算所體現的簡便的力量,它越過了世俗意義上的度量衡,將能量固定在我們便于理解的數字上來度衡,使“維”變化成了1、2、3等代表數字。

(三)“維”可以代表質的密度,也可以表示時間的壓力度。

三、作者關于“維”計算的舉例:月球維度

以下通過天體上的重力來作為維計算的真實舉例,代入現實中的維度計算案例,以解讀長是怎樣換算為“質”的密度的。可以知道的是,在太陽系環境場中,光的傳播速度是3×108米/秒,我們可以把太陽系設定為一個標準的三維空間,那么1維的長度換算單位是1×108米/(秒)3,粗略認為太陽系平均的維度數是3。

1.月球維度計算:首先,地球的近地環境場作為一個典型的可測的場,我們先使用地球近地環境檢測各項力的維度值,在近地環境中,存在空氣壓力和近地引力、太陽系本身的環境場,以上三個力形成了近地環境。其次,我們使用光速觀測以上三個場的維度數,光在空氣中的傳播速度是

2.9 9552816×108米/秒,光在真空中的傳播速度是2.9 9792458×108米/秒,那么如果太陽系環境場是3維,近地引力壓環境場則是0.0 0207542維,空氣壓環境場則是0.0 0239642維,綜合起來,地球是一個2.9 9552816維的空間。最后,我們回到對天體重力的討論,科學界普遍認為,月球表面的重力加速度為1.6 18米/(秒)2,是地球重力加速度的1/6,因無法得到最近的數據,暫且假設這一數值是正確的,那么月球近地引力壓環境場就是0.0 003459維,加之月球沒有空氣壓,那么,據以上數據推測,光在月球表面的傳播速度應是2.9 996541×10 8米/秒,月球表面應是一個2.9 996541維的空間。

3.通過數據推導產生的可能性:宜居月球。在未來,如果我們需要在月球建立宜居環境,已知月球的表面維度大于地球,那么,宜居的生活基礎也必須對環境場進行改造,也就是宜居基地環境場改造為與地球近地維度數一致的地步,月球近地引力壓環境場達到0.00207542維、月球空氣壓環境場則是達到0.00239642維,套用通俗的換算理解則是:宜居環境的地下引力場應達到8.135米/(秒)2的引力補充,即增加的引力場為每公斤增加約合8.3牛頓(8.3 N/kg);基地空氣壓環境場應或大于地球近地空氣壓場,如果建立氣壓保護罩,那么保護罩的內部氣體承壓應達到9.39米/(秒)2,而近地面的氣壓保持在1013.2毫巴。

5.“維”的換算結論:從以上光速的計量單位中換算中,作者發現了原有的設置1維=1×108米/(秒)3是可以分解的,那么,在維度的計算中,在一個正的維度數是3的能量場中能量表示上,1×108米=100秒=1×106千克,三者除了后綴單位有所不同,其所代表的能量流速一致,“維”簡化了長、質、時的運用單位。

四、作者從推導過程得到的結論

(一)“維”計算的出現縮減了物理單位。一方面,我們知道了,由于在近地環境下1×108米=100秒=1×106千克,那么,物理就不再是復雜的各項單位。另一方面,“維”越過了世俗上的單位,便于我們去丈量整個宇宙。

(二)現實中存在著著增維和降維。在維度計算中,既然“維”代表了長和“質”的密度,也是時間的壓力值,那么真的存在降維和增維嗎?怎樣降維和增維? 答案已經在前文中有了一定的體現,維度的增減是存在的,例如我們所出的地球近地環境就是一個2.99552816維的能量場。維度的增加和減少是可以實現的,維度的增壓方法有“增壓”和“減速”兩種,例如,我們將一個固體物質的三個方向都壓縮1米,是典型的降維手法,或者把一個物體所受的重力抵消,是典型的增維手法。在理論上,“降維”是可以治理“射線污染”的一種手段,因為當降維達到一定力度時,射線的一些形態是可以發生改變的。

(三)作者認為,“維”是一個更便于計算太空能量的單位,相對于地球中使用的“米”的單位,在宇宙中更具有運用意義,而射線是目前丈量能量流動的最佳手段。在宇宙的其他地方,實際上光的傳播速度并不會是剛好的維度3,甚至時間的流速都是不一樣的,這樣的環境是另一些能量場,傳統意義上的單位就已經不適用去丈量別的能量場了,那么,此時“維度”就有了它的用武之地。對于人類而言,光源是我們賴以生存的環境,那么,我們就可以使用光速或者其他射線去丈量新的宇宙空間。例如,在一個空間中,當光速成為2.21×108米/秒時,我們可以認為這是一個相對太陽系是2.21維的空間;再例如,因為0.1是作為一個簡便的降維乘數,那么在另一個空間中,光速成為2.21×107米/秒時,是一個相對太陽系是2.21維的單向降維空間;再例如,如果存在一個空間,光速成為2.21×105米/秒時,是一個相對太陽系是2.21維的整三維降維空間。

正如許多學科的興起代表著科學的進步,“維”的計算也有著它的廣大的用武之地。在作者看來,“維”是一個可以被真實計算的量,對于我們深入的理解物理中的各項換算、理解宇宙中的各種能量流動都有著重要的意義。