空間維度的意義與維度的建立原則

韓文滔

空間維度是人類用來認(rèn)識世界、解釋世界的一種工具。現(xiàn)有的所謂三維宇宙空間加時間維的時空架構(gòu)，構(gòu)成了現(xiàn)在人類對宇宙的基本認(rèn)知。但是，這樣建立的維度正確嗎？上上下下左左右右B（前）A（后）B（前）A（后）再加時間（？）就能解釋我們的空間結(jié)構(gòu)嗎？設(shè)想一下：如果一個觀察者（這個觀察者身體為球形，具有大量感覺器官，并且均勻分布于身體表面）處于宇宙真空中，所有的天體都處于極遠(yuǎn)距離之外的球形天穹上，周圍一片黑暗，感覺不到任何重力，這時上上下下左左右右B（前）A（后）B（前）A（后）再加時間（？）應(yīng)該怎么確定呢？是不是可以任意指定呢？如果可以的話，那么再換一個觀察者呢？是不是又得到了一組不同方向的三維？再換n個觀察者呢？難道的空間具有無數(shù)維？可我們明明是在觀察三維空間，哪有無數(shù)維啊？再設(shè)想一下：當(dāng)我們?nèi)ビ^察微觀世界時，一個原子如何確定三維？更不要說更加微觀的量子世界了。根據(jù)量子力學(xué)的理論，時間和空間在量子尺度下是統(tǒng)一的，那么在宏觀宇宙尺度上統(tǒng)一嗎？如何統(tǒng)一？上述所有問題用現(xiàn)有的時空架構(gòu)恐怕很難解決，原因是什么？原因是因?yàn)楝F(xiàn)有的時空架構(gòu)過于古老！現(xiàn)有的時空架構(gòu)幾乎是在遠(yuǎn)古時代形成的，那個時候的人們對宇宙的看法可能還處于天圓地方、烏龜駝陸地的水平，后來的人類對宇宙的認(rèn)識經(jīng)歷了地心說、日心說、宏觀宇宙說、牛頓力學(xué)、相對論及量子力學(xué)等諸多進(jìn)步，可是原始時空架構(gòu)卻沒有絲毫改變，沒有跟隨解釋宇宙的理論一同進(jìn)步，那么這種時空架構(gòu)無法完美的與現(xiàn)有理論結(jié)合就是必然的。

那么，怎么辦呢？唯一辦法就是重新定義維度，建立符合現(xiàn)有科學(xué)理論的多維空間結(jié)構(gòu)。

首要問題是如何定義維度。定義維度時不能憑感覺，必須根據(jù)現(xiàn)有的觀測手段和觀測結(jié)果的需要來定義，其認(rèn)定原則如下：

1、維度應(yīng)該同時適用于極小的微觀結(jié)構(gòu)和廣域的宏觀結(jié)構(gòu)。

2、一個維度應(yīng)該對應(yīng)空間結(jié)構(gòu)的一種屬性，建立維度本質(zhì)上就是對空間基本結(jié)構(gòu)的某一種物理屬性的描述。

3、維度可以表現(xiàn)為一條直線或射線、線段，必須有基點(diǎn)（即值為0點(diǎn)）、交點(diǎn)（與指定空間結(jié)構(gòu)相交）、刻度、方向，還可以有極限值。

4、對于一個指定的空間結(jié)構(gòu)，與其相交的，基點(diǎn)或極限不在本空間結(jié)構(gòu)內(nèi)的維為主維（或?qū)嵕S），派生于本空間結(jié)構(gòu)內(nèi)的或只在本空間結(jié)構(gòu)內(nèi)有意義的維為副維（或虛維）。主維一般是代表本空間結(jié)構(gòu)內(nèi)物理參數(shù)極限值，副維一般代表本空間結(jié)構(gòu)內(nèi)物理參數(shù)變化值。

5、所有維度貫穿于本空間結(jié)構(gòu)內(nèi)每一個結(jié)構(gòu)基本單位。

6、低維空間結(jié)構(gòu)一定存在于高維空間結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且是由這個高維空間結(jié)構(gòu)的物理規(guī)律所允許的存在，而且該低維空間結(jié)構(gòu)不唯一。

有了定義維度的原則，我們就可以嘗試建立一個符合物理學(xué)觀測的多維空間結(jié)構(gòu)。

第一步首先確定物理學(xué)觀測本質(zhì)，我們現(xiàn)在的物理學(xué)基礎(chǔ)是對自然界中的電磁場變化的感應(yīng)和記錄，所有的觀測結(jié)果全部都是由電磁波的形式反映出來。電磁波是所有觀測的必要元素，電磁波傳遞需要時間，所以時間也是一個必要元素，因此我們可以得到一個三維的結(jié)構(gòu)：電維（Dw）、磁維（Cw）、時間維（SJw）構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)單元。

有了單元就可以建立空架結(jié)構(gòu)了，我們只需要沿著時間維傳遞這個單元，就可以完整的得到一個三維空間結(jié)構(gòu)。不過，等一下！這里有一些問題：第二個單元憑什么可以從第一個單元“傳遞”過來？傳遞完成后第一個單元還在嗎？熱力學(xué)第一定律不允許“無中生有”這種是發(fā)生的。第一個單元能夠建立，一定是存在于一個高維空間結(jié)構(gòu)內(nèi)，這個結(jié)構(gòu)允許電環(huán)和磁環(huán)鏈接，當(dāng)然也允許電環(huán)和磁環(huán)不鏈接，也就是說我們建立的第一個單元是從超維結(jié)構(gòu)中“采集”了一個電環(huán)和一個磁環(huán)組成的，想要形成第二個單元，則必須再次從超維結(jié)構(gòu)中采集第二組電環(huán)和磁環(huán)，組合而成并與第一個結(jié)構(gòu)單元鏈接，如此循環(huán)往復(fù)就形成了一個三維時空結(jié)構(gòu)，當(dāng)這個結(jié)構(gòu)擁有足夠龐大的規(guī)模時，就可以稱之為“宇宙空間”了。這個空間結(jié)構(gòu)具有下列屬性：

1、空間結(jié)構(gòu)由等波長電磁場組成。

2、在空間結(jié)構(gòu)內(nèi)所有電磁場連續(xù)。

3、空間結(jié)構(gòu)的電磁場強(qiáng)度在沒有外來電磁場影響下，所有電磁場趨于等勢。

4、空間結(jié)構(gòu)可以接受其他等波長（或波長為整數(shù)倍）的結(jié)構(gòu)的鏈接。

5、每一個鏈接進(jìn)入空間結(jié)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)，在進(jìn)入的那一時刻，立即在空間電磁場上產(chǎn)生影響，并以波的形式向空間場傳遞，速度為光速。此一時刻為該鏈接結(jié)構(gòu)的時間起始點(diǎn)。

6、組成宇宙空間結(jié)構(gòu)的基本單元個數(shù)只能隨其他三維結(jié)構(gòu)的鏈接接入和斷開而增減，不能憑空產(chǎn)生和消失。

空間屬性實(shí)際上決定著處于這個結(jié)構(gòu)內(nèi)的物理規(guī)律，那么這個宇宙空間結(jié)構(gòu)會給我們帶來什么樣的世界呢？或者說如何解釋這個世界呢？可以從一些基本的物理概念入手，比如能量、質(zhì)量、時間、速度、電磁波、白洞、黑洞、大爆炸等等，看看如何用一種全新的模式解釋上述事物，同時也要檢測一下這種新的模式是否比以往的“上上下下、左左右右、BABA”模式更加簡潔、準(zhǔn)確。

1、能量：能量的基本單元是量子，而我們已知的量子都是以電磁波的形態(tài)表現(xiàn)出來，量子本身沒有質(zhì)量，只攜帶有能量。那么怎么來建構(gòu)量子呢？請注意“電磁波”形態(tài)，我們構(gòu)造的基本單元不就是電磁波嗎？并且它還可以與其他基本單元鏈接，而且不限數(shù)量！好了，量子的結(jié)構(gòu)有了吧，連續(xù)的多個基本單元組成的結(jié)構(gòu)，就可以稱之為量子。我們的宇宙就是一個巨大的量子。當(dāng)其它量子與我們的宇宙鏈接時，其基本單元與宇宙的空間結(jié)構(gòu)（后文簡稱為宇宙）融合，融合的瞬時，量子處于宇宙均勢場上方，構(gòu)成一個空間的“膨脹”相（向上彎曲），量子的每一個基本單元融入時都會激發(fā)一個空間波動即電磁波，由于融入的速度為光速，因此量子所具有的基本單元個數(shù)對應(yīng)電磁波的頻率，其產(chǎn)生的電磁波代表該量子的能量傳入空間，成為該量子對空間產(chǎn)生的效應(yīng)的標(biāo)志。量子可以在高維空間結(jié)構(gòu)內(nèi)形成，也可以從較大空間結(jié)構(gòu)上分裂出來。

2、質(zhì)量：根據(jù)相對論的理論E=mc2，因此其基本單元與量子一樣，都是由連續(xù)的多個基本單元組成的結(jié)構(gòu)，它對空間結(jié)構(gòu)的影響是引起空間結(jié)構(gòu)的“坍縮”（向下彎曲），還可以“吸附”一定量的量子。這種結(jié)構(gòu)必須很大，其基本單元個數(shù)超過了我們的宇宙的電磁波頻率上限，因此它是以某種特殊的鏈接方式（1/2自旋？）“懸浮”于我們的宇宙空間結(jié)構(gòu)中，它的存在使得空間結(jié)構(gòu)向下彎曲，以容納這種巨大的，我們可以稱之為質(zhì)量子的空間結(jié)構(gòu)。同時，質(zhì)量子還可以吸收和釋放附著于他自身的量子。由于質(zhì)量子造成了空間的坍縮，導(dǎo)致所有質(zhì)量子都趨向于“聚集”，而“聚集”的結(jié)果就是質(zhì)量的密度越來越大，直至達(dá)到黑洞效應(yīng)發(fā)生。

3、時間：在傳統(tǒng)的時空理論中，時間是一個奇怪的維度，明明每一個物理現(xiàn)象都包含有時間的元素，可是無論如何時間很難和空間統(tǒng)一成為一體，這實(shí)際上體現(xiàn)了傳統(tǒng)的時空理論的缺陷--在建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)理論時沒有考慮“時間”的屬性。我們可以重新建立或定義關(guān)于時間的維度：與時間直接關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象只有“光速”，根據(jù)相對論理論，在任何參照系內(nèi)光速不變，那么時間可以被視為光線傳播距離的函數(shù)，也就是說時間并不是自變量，而是函數(shù)值。這就意味著時間是隨著光速變化的（是不是很神奇？），有人看到這馬上就會問道：那么狹義相對論中時間隨相對速度變化的公式還成立嗎？答：當(dāng)然成立。我們先來看看光速，在我們建立的基本空間結(jié)構(gòu)中，哪些屬性會影響光速呢？電磁環(huán)的彈性，當(dāng)電磁環(huán)的彈性改變時，基本空間結(jié)構(gòu)的光速隨之改變。好了，我們現(xiàn)在可以建維了：光速維，代表的屬性是基本空間結(jié)構(gòu)的彈性，與我們的宇宙空間相交于C=300000km/s，并與我們的宇宙空間內(nèi)效應(yīng)變量“L：光線傳播距離”，產(chǎn)生一個函數(shù)“T=L/C”，這個函數(shù)值T就是時間！建維完畢。于是，我們傳統(tǒng)物理學(xué)公式中時間T都可以改變?yōu)長/C，期中L的單位可以是光秒、光分、光時、光年等等，比如：s=vt就可以改為s=v*L/C=L*（v/C），這里的v/C很有用，非常重要！我們只需要知道時間變成了空間距離和光速的函數(shù)，已經(jīng)與空間緊密相連了，它只能在連續(xù)空間結(jié)構(gòu)內(nèi)有意義，所以在我們的宇宙中，任何物體的運(yùn)動速度不能大于光速，大于光速的物體會破壞空間結(jié)構(gòu)的連續(xù)，我們將無法對其進(jìn)行觀測。

4、電磁波：電磁波可以看成是空間結(jié)構(gòu)的波動，融入空間結(jié)構(gòu)的量子所含基本結(jié)構(gòu)數(shù)形成頻率，融入的量子的高度為初始振幅，以融入時刻為時間零點(diǎn)（本質(zhì)上是產(chǎn)生的影響距離L=0），向連續(xù)的空間結(jié)構(gòu)場內(nèi)傳播。電磁波傳遞過程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生“波動”。空間結(jié)構(gòu)與量子引起的電磁波的關(guān)系就像無線電技術(shù)中的“基波”與“載波”的關(guān)系。量子作為一個分離的空間結(jié)構(gòu)，在它融入我們這個空間結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生了“一波”效應(yīng)的影響，然后我們的空間結(jié)構(gòu)總數(shù)量會增加“一個量子結(jié)構(gòu)”，結(jié)果就是空間結(jié)構(gòu)的直徑大了一點(diǎn)點(diǎn)。量子可以融入空間結(jié)構(gòu)形成電磁波，那么電磁波中也可以分離出來量子，這也是生命能夠產(chǎn)生的基礎(chǔ)。到這里我們就可以這樣認(rèn)定一個事實(shí)：我們所說的電磁能其實(shí)就是空間結(jié)構(gòu)當(dāng)中的“振動”本身，而量子在“融入”空間結(jié)構(gòu)時就已經(jīng)消失了，只留下了一個“效應(yīng)”--電磁波以證明它曾經(jīng)作為一個單一個體結(jié)構(gòu)存在過。

5、萬有引力：前面的質(zhì)量定義為懸浮于空間結(jié)構(gòu)的量子，后面簡稱質(zhì)量子，空間結(jié)構(gòu)為了容納這些質(zhì)量子，會向下彎曲，形成一個“凹陷”，注意：這個凹陷是空間結(jié)構(gòu)的彎曲，空間結(jié)構(gòu)的基本單元并不變化，這就是空間結(jié)構(gòu)的“坍縮”。這個坍縮造成了空間結(jié)構(gòu)表面積的縮小，并且將這個效應(yīng)以光速傳入整個空間結(jié)構(gòu)。與坍縮相對應(yīng)的是能量造成的“膨脹”，要標(biāo)識這兩個物理現(xiàn)象，最簡潔的的方法是根據(jù)其變形量（膨脹的高度和坍縮的深度）建立一個維度，原點(diǎn)就是我們這個空間結(jié)構(gòu)的均勢場，向上為能量維，向下為質(zhì)量維。能量維的刻度是能量密度，即頻率。質(zhì)量維的刻度是質(zhì)量密度，就是現(xiàn)在我們所說的“密度”。密度增加時，彎曲的空間結(jié)構(gòu)與均勢的空間結(jié)構(gòu)形成一個角度，角度的增大使得質(zhì)量子簇之間的距離變小，甚至可以破壞質(zhì)量子簇本身的能量場，造成密度遠(yuǎn)大于均勢空間結(jié)構(gòu)的平均密度的情況發(fā)生。

6、黑洞：黑洞是由于質(zhì)量子的堆積造成空間結(jié)構(gòu)向質(zhì)能軸（向下）彎曲，當(dāng)彎曲的切向角度達(dá)到或超過45°時，逃逸速度達(dá)到光速，即為黑洞。

7、大爆炸：大爆炸不可能無中生有的發(fā)生，否則的話在高維空間結(jié)構(gòu)內(nèi)熱力學(xué)第一定律將不復(fù)存在。熱力學(xué)第一定律描述的是能量維上的物理法則，而能量維是實(shí)維（主維），是在高維空間結(jié)構(gòu)內(nèi)連續(xù)的維度，其物理法則也必須連續(xù)。大爆炸的發(fā)生最有可能的解釋是，連續(xù)的空間結(jié)構(gòu)因?yàn)槟承┪锢項(xiàng)l件收縮于某一維度中，當(dāng)這些物理?xiàng)l件發(fā)生變化或達(dá)到某一臨界點(diǎn)時，空間結(jié)構(gòu)從某一維度中釋放，從一維線狀迅速膨脹為均勢場。

8、速度、動能與勢能：速度在現(xiàn)有物理范疇內(nèi)一般被視為三維空間內(nèi)的矢量，具有大小、方向、作用點(diǎn)（軌跡上的測量點(diǎn)），可以根據(jù)不同參照系具有不同參數(shù)，但是有一個問題，這樣的速度定義下，同一質(zhì)量的物體，在無外力作用下，應(yīng)該保持勻速運(yùn)動的狀態(tài)，該物體的動能不會變化，那么如果從不同參照系中觀察，是不是就有了不同的動能值？熱力學(xué)第一定律去哪了？如果動能在不同的參照系中保持不變，那么就需要一個適用于整個空間結(jié)構(gòu)的“絕對靜止”的參照系，即空間結(jié)構(gòu)本身。沒人可以測量出或預(yù)言我們所在的這個空間結(jié)構(gòu)在高維空間結(jié)構(gòu)中有什么樣的運(yùn)動狀態(tài)，那些狀態(tài)與我們無關(guān)！所以我們總是可以找到某一個運(yùn)動系統(tǒng)，它相對于空間結(jié)構(gòu)本身速度為0。因此需要在空間結(jié)構(gòu)中建立一個維--速度維，它垂直于空間結(jié)構(gòu)，原點(diǎn)處于均勢場中，原點(diǎn)處速度為0，向上為正速度，是依靠吸收外部能量轉(zhuǎn)化成為速度（動能）。向下為負(fù)速度，是依靠自身勢能損失轉(zhuǎn)化成為速度。速度維在我們的空間結(jié)構(gòu)中有意義的取值范圍（+c，-c），速度維在超出±c時在高維空間結(jié)構(gòu)中依然存在，并可延長至±∞，由于這個維度可以延伸至高維空間結(jié)構(gòu)，所以速度維是主維。順便提一下，狹義相對論只是證明了光速不變，即空間波動的速度不變，但是并沒有限制有質(zhì)量的物體的移動速度，只不過表明了當(dāng)有質(zhì)量的物體速度超出（+c，-c）的范圍，就會脫離我們的空間結(jié)構(gòu)的連續(xù)場，無法測量其參數(shù)而已。當(dāng)帶質(zhì)量物體相對于空間結(jié)構(gòu)運(yùn)動時，會在組成該物體的每個質(zhì)量子簇的運(yùn)動方向上造成空間結(jié)構(gòu)的隆起（空間結(jié)構(gòu)膨脹），這就是動能。大量質(zhì)量子簇的動能疊加，使得整個物體處于一個膨脹結(jié)構(gòu)之中，于是在其運(yùn)動方向上時間、長度、質(zhì)量等參數(shù)發(fā)生了偏移，如果我們在均勢場中對這些發(fā)生偏移的物理量進(jìn)行測量，就會得到狹義相對論的公式，還記得前面提到過的v/m嗎？就是非常重要的那個比值，它就是偏移角的正弦值。

9、熱力學(xué)第一定律：本質(zhì)上是表明量子結(jié)構(gòu)不能憑空產(chǎn)生和消失，只能在空間、能量、質(zhì)量等不同表現(xiàn)形式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

10、熱力學(xué)第二定律：表明在空間結(jié)構(gòu)上的空間震動幅度總是趨于減小，在無外部影響下，最終會形成均勢場。

11、熱力學(xué)第三定律：這是新發(fā)現(xiàn)的定律，它表明了空間結(jié)構(gòu)中質(zhì)量相上，所有帶質(zhì)量的物質(zhì)總是趨于聚集，最終形成整個空間結(jié)構(gòu)中的唯一黑洞，這個黑洞會在某種條件下會再次產(chǎn)生大爆炸。簡單的說法就是：質(zhì)量的“熵”隨時間的減小，總是趨于有序。

12、麥克斯韋精靈與永不消失的能量：麥克斯韋精靈，我們又稱之為麥克斯韋妖精，它描述了一個熱力學(xué)原則：我們無法從混沌系統(tǒng)中提取能量，除非你擁有一只麥克斯韋精靈。這個原則現(xiàn)在還是被物理學(xué)界普遍認(rèn)可的，并且直至今天為止，也沒有人能夠突破或試圖打破這個原則。那么，這個原則能夠被打破嗎？我們先來看看能量是什么，我們又是如何從自然界中提取能量的。現(xiàn)代物理學(xué)告訴我們，我們現(xiàn)在所說的能量本質(zhì)上就是電磁能的不同表現(xiàn)形式，現(xiàn)有的提取能量的方法無非就是制造一個足夠高的空間結(jié)構(gòu)的膨脹，釋放到空間結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生一定強(qiáng)度的空間震蕩，然后運(yùn)用某種方法分裂出一部分量子結(jié)構(gòu)加以利用或存儲。好了，現(xiàn)有的提取能量的方法關(guān)鍵在于制造一個足夠高的空間結(jié)構(gòu)的膨脹，這是產(chǎn)生空間結(jié)構(gòu)震蕩的前提。如果我們的目的是產(chǎn)生空間結(jié)構(gòu)震蕩，那么如果能夠制造一個坍縮的空間結(jié)構(gòu)是不是能達(dá)到同樣效果呢？注意，這里是指一個無質(zhì)量的空間結(jié)構(gòu)坍縮，也可以稱之為負(fù)能量結(jié)構(gòu)。一旦我們可以制造出負(fù)能量結(jié)構(gòu)能量提取系統(tǒng)，我們就可以在混沌系統(tǒng)中提取能量了，從某種意義上來說，我們就擁有了麥克斯韋精靈，同時這種提取能量的系統(tǒng)，理論上能夠無限的提供能量。那么這種制造負(fù)能量結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)存在嗎？當(dāng)然存在！它的基本結(jié)構(gòu)或者說基本原理就擺在我們面前，只不過沒人往這方面思考罷了。