空间的维度
《三体》中提到制造智子的过程,是把原子核中的质子低维展开,在进行智能加工后,再收缩回高维状态。这里的“低维”和“高维”指空间的维度。那么,到底什么是空间的维度呢?
维度是物理学里的一个概念,指 相互独立的空间坐标的数目 。让我们通过点、线、面的例子,来具体说明什么是空间的维度。
先来看一个点。点是没有大小的,是无限小的,也就是说,点在维度上是零维的。
再来看直线。直线并没有粗细之分,它所在的坐标轴的方向就是沿着线的前后两个方向。因此,直线是一维的。
最后来看平面。平面只有长度和宽度,没有厚度。也就是说,在平面世界里,有两条坐标轴,有前后和左右四个方向。可见,平面是二维的。
在我们平常所熟悉的世界中,除了有前后和左右四个方向之外,还存在上下的方向,我们一共可以在六个空间方向上自由运动。这也就是说,我们生活的世界是三维的。那么,存不存在比三维更多的维度呢?
《三体》借物理学家丁仪之口,谈到了宇宙的空间维度问题。
(丁仪:)“过滤嘴中的海绵或活性炭是三维体,它们的吸附面则是二维的,由此可见,一个微小的高维结构可以存贮何等巨量的低维结构。但在宏观世界,高维空间对低维空间的容纳也就到此为止了,因为上帝很吝啬,在创世大爆炸中只给了宏观宇宙三个维度。但这不等于更高的维度不存在,有多达八个维度被禁锢在微观中,加上宏观的三维,在基本粒子中,存在着十一维的空间。”
摘自《三体Ⅰ》
丁仪说,宇宙实际上不止有三个维度,而是有十一个维度。我们之所以只能感觉到三个维度,是因为在这十一个维度里只有三个维度是在宏观上展开的,其余的八个维度都被禁锢在微观里,我们根本无法察觉。
关于高维空间的概念,小说可能参考了物理学中的弦理论。在弦理论中,物质所处的空间维度的确不只有我们在宏观上看到的三维,而是有十维。虽然这和小说里提到的十一维稍有差别,但基本不影响小说的情节发展。
那么,什么是弦理论,智子的低维展开又是怎么回事呢?