标题：高维空间
理论解释
普遍观点M理论-模型图册(6张)
根据90年代提出的M理论（超弦理论的一种），宇宙是十一维的，由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里，宇宙只是四维的（三维空间和一维时间），现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。
科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢？他们打了一个比方：一只蚂蚁在一张纸上行走，它只能向右或向左，向前或向后走。对它来说高与低均无意义，这就是说，第3维的空间是存在的，但没有被蚂蚁所认识。同样，我们的世界是由四维构成的（三个空间维，一个时间维），但我们没有觉察到所有其他的维。物理学根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维，但这些维是看不见的，它们自身卷在了一起，被称为压缩的维。为了弄清这种看法，让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下，将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来，直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着纸壁走，最后它又会回到出发点，这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的莫比乌斯带走，也会发生上述现象，当然，它是3维的，但如果沿着它走过，总是会回到出发点的。莫比乌斯带从维的角度讲是压缩的，按照物理学它有3个维，但谁在上面行走，都只能认知成一个维。这就有点像左图上的人：上行或者下行，但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行  走，它就永远不会返回到原出发点。这就是二维（或者说被我们所感知的那种维）的例子，沿着它一直走，就不可能返回到原来的出发点。根据周易学最高是64维。霍金  霍金
霍金提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。另一种说法，宇宙十一维是爱德华·维顿提出来的。这些“维”同样是天文学家无法探测的。杂志在1998年2月的“美国科学”上，有一篇介绍M理论的文章。The Theory of M: M Stands for Magic, Mystery or Member （M理论：M代表魔术、奥秘或成员）。讲了统一场论的最新进展。一个粒子不但有电荷的相吸，还有磁场的相互作用。两者的统一构成引力。我们一直以为影响无限小的粒子的因素与影响着地球般大小的星球的因素是不同的。因为过去的所有理论难以用于同时解释粒子和星球的运动。也难以解释引力的形成。而M理论则正是一种正在形成的可以解释从无限小的粒子到无限大的宇宙的统一场地论学说。文章中说这个理论为近年来越来越多的实验所证实，可能是继相对论以来，上世纪最伟大的物理学理论之一。据说在超弦理论的研究中，发现十维空间还有理论漏洞，新的膜理论就再在超弦的线上展拓成超膜，以十一层空间来解释宇宙。而只有其中四维空间可为人类所感觉，其余的感觉不到的空间，就如声波和光谱一样，我们人类听不到的超声波和也看不到红外线，却不因我们的不能察觉而就可认为根本不存在。正是在更高的空间里，物体的电场和磁场相互作用形成万有引力。也只有引入更多的空间才可以解释为什么分子的结构有左旋和右旋的向性不同。 而宇宙的许多自然之谜如黑洞、超自然力、意志力、时空通道等，以更多空间的理论才有可能存在和解释。弦理论现代物理学中的基本粒子包括费米子、轻子、 玻色子、希格斯粒子等。弦理论认为，基本粒子都是由一维的弦组成。弦以不同的形式振动，也相应表现为各种不同的基本粒子。弦可以有端点，称为开弦；也可以自身首尾相接成闭合的圈，称为闭弦。科学家认为引力子是闭弦，使得引力子能够在高维的膜空间内传播。将来，我们或许可以通过引力，探测膜世界的存在。但目前，无法以实验证明弦的存在。通俗解释大家都知道什么是“画地为牢”。就是你在一张纸上画一只老虎，然后你想困住它，怎么弄？哈哈，画地为牢，你只要在纸上画上一个牢，把纸里的老虎困住就行了。为什么老虎走不出来？因为在一张纸的二维平面里面，没有“高”这个概念。正因为如此，老虎才被人画牢所困。那么三维的老虎呢？三维的老虎需要真正的笼子，因为二维的牢困住二维的虎，三维的虎当然要用三维的牢才可以困住。也就可以说，二维的牢困不住三维的虎，因为三维的虎比二维的虎多出一个“高”来。就是说，在维度上，我们可以认为三维比二维高级。 
那么四维呢？众所周知，第四维是时间。时间作为一个坐标，确立了三维空间在一维的时间轴上的排列。同样，我们可以认为，四维比三维高级。 我们一直都害怕一件事，就是有没有智慧生物生活在第四维，或者更高维，因为我们感知到的世界是三维的，我们脑海里面可以构想出的模型也是三维的。我们不可以接受一种我们看不到，但自己却尽在其掌握之中的生物存在。
显然我们可以假设他们存在，因为没有什么是不存在的。 然而不幸的是，我们从空间上说，比他们低级，我们在他们眼中只不过好像我们纸上画的那一只可怜的老虎一样，我们逃脱不了我们的三维空间，困住我们思维的，正好是我们生存的三维空间。 
冲破我们的三维界限，方法也许只有一个——超越光速。在那些高维生物的世界里，速度最低的等于光速，因为光速是维度的分界点，他们永远都是先有事情的结果，再有起因。这当然是我们所不可以接受的，我们的大脑局限在三维空间的因果关系里面，又怎么能先果后因？ 一切一切都无法证明。因为没有人可以超越光速，火箭不能，飞船不行，爱因斯坦也不能。
矛盾
既然一维空间是一条直线，那么如果有生物生活在一维空间，那么生物也是一条直线，可是这一条直线是什么构成的呢？显然，任何粒子，原子等等在一维空间也绝对不会表现出三维空间的形状和特性，它们必然会被一维空间的特性所改变。同样，如果有生物生活在二维空间，那么生物也是平面，三维空间的任何事物在二维空间都只能具有二维空间的特性。我们可以发现，关于一维空间是一条直线，二维空间是一个平面，这种说法是不成立的。数学的抽象思维方法在空间问题上忽视了一个矛盾，它用三维空间的思维方法来思考一维空间和二维空间，结果它描述的一维空间和二维空间仍然是三维空间。数学的“点、线、面”概念都只是思维形式，并且是三维空间的思维形式，而不是空间本身的存在形式。
理论分析
理解高维空间的基本方法是类比。现在，假设我是一个二维世界的人，我不能理解什么是“高度”，什么是“体”，什么是“空间”。你想向我描述三维世界中的立方体。你该怎么说呢？你或许会从立方体的展开图开始谈起：图(a)就是一个立方体的展开图，如果我们剪一个这种形状的纸板，我们可以把它折成一个正方体。我开始好奇了。  从左至右分别为a,b,c- 你说说该怎么做呢？ 
- 先把上面几个正方形折起来，把对应的边粘在一起…… 
- 等会儿呢等会儿呢，这几个正方形是稳定的形状呀，它们的边怎么可能挨到一起呢？ 
- 傻了吧！在二维世界中它们不是活动的，但是它们可以向第三维度弯折啊！给你画一个图(b)吧，这就是把上面那几个正方形粘合起来的样子，这就成了一个没有封顶、还差一面的正方体…… 
- 你耍赖！你这样弯折了之后正方形都不是正方形了，都变成梯形了！ 
- 不对，它们仍然是正方形。图(b)的六块区域其实都是正方形，只是由于透视作用，它们看上去好像变“斜”了。 
- 嗯，好吧，你继续。 
- 现在我们得到的是一个有盖的盒子。上面五个正方形（其中有四个由于处于第三维度而变了形）的“内部”已经形成了“空间”了，可以往里面放东西了。要想做成一个封闭的正方体，只需要把剩下的那个正方形合上去就行了，最终结果就像图(c)那样。 
- 咦？图(c)里面，刚才最后要合上去的那个正方形到哪儿去了？ 
- 它就是最大的那个正方形。 
- 胡说！那个大正方形是五个小正方形拼成的！这个大正方形刚才在图(b)里也有！ 
- 不是的。图(b)里的大正方形的确是五个小正方形拼成的轮廓，但图(c)里的那个大正方形是真实存在的，它就是最后合上去的那一块。这个大正方形也并不是和那五个小正方形重叠在一起，它们在第三维中的层次是不同的。图(c)就是你梦想的那个正方体了，它由六个正方形组成。你在图(c)中看到的一个小正方形，一个大正方形，四个梯形事实上都是正方形，而且它们都一样大。这六个正方形围成了中间的那个“空间”。 
- 我还是不明白。那个大正方形也是在第三维度的，为什么它没变形呢？ 
- 这是因为，这个正方形所在的方向不是第三个维度，因此看上去和原来一样。 
- 那同一个方向上为什么又有一大一小两个正方形呢？ 
- 唉，真麻烦。这是因为，它们的朝向虽然一样，但在第三维度上的位置不一样。小的那个正方形在第三个维度离我们远一些，看起来就要小一些。 
- 哦！我有点明白了。是不是说，旁边一圈那四个“正方形”是跨越了第三维的，因此在第三维空间中一部分离我们近，一部分离我们远，于是看上去就是由大到小渐变过去的，就像是变形了。 
- 对！你理解得很好！说真的，平时生活在三维空间中，我都还没仔细想过这一点呢。 
- 我好像真的明白了，说错了不要笑我哦。那个“空间”啊，说穿了就是大正方形擦着四个变形正方形在第三维度上向远处的小正方形移动所产生的“轨迹”。 
- 正是正是！ 
- 哎呀我彻底明白了。怪不得我们说n维立方体有2^n个点呢，其实道理很简单。其实只需要把n-1维立方体复制一份，然后对应的顶点相连就可以了。这就是n-1维立方体在第n维发生位移的结果，新增的那2^(n-1)条边就是点的轨迹。 
- 。我还给你看一个好玩的东西，让你看看三维立方体是如何旋转的。睁大眼睛仔细看好每个正方形都变到哪儿去了。 
- 我又糊涂了。为什么从第三幅图变成第四幅图时，远处的小正方形能够穿越左边界，让其中一小半跑到边界左边来？ 
- 这个确实不好理解。小正方形并没有“穿过”那条竖直的边，那条边在第三维上离我们更近，而它在我们这个方向上的投影又与小正方形重合了。其实你可以看到，它们之间的拓扑关系仍然是不变的。 
- 哦，于是乎远处的小正方形就转到侧面去了，然后又转到离我们近的位置来了，替代了原先大正方形的位置…… 
- 回去没事多想想吧。期待你睡觉时能够做出一个三维的梦。 
- 好的。谢了。  我们可以用类比的方法得出：四维立方体是由8个大小相同的三维立方体组成，其展开图如图(a)。图(b)是粘合出来的四维盒子，还差一个盖子没有盖。这些看起来像棱台的东西其实都是根正苗红的正方体，只是由于它们在四维空间中位置不同，发生了透视。 
把盖子盖上后，我们就看到了传说中的四维立方体，这个图形相信很多网友已经很熟悉了。图上有一大一小两个标准模样的立方体，这是第四维度上位置不同但都正对我们的两个“三  维面”。其它棱台其实都是正方体，只是看上去因透视而变形。四维立方体可以看作是三维立方体的移动轨迹，因此画一个四维立方体很简单：画两个三维立方体，然后连接对应顶点即可。观察四维立方体的旋转，你会看到里面的小立方体穿过一个面跑到了外面，而后又变成了最外面的大立方体。这一切都和二维向三维的推广是类似的。仔细观察思考，你还会发现更多可以类比的地方。
传闻
914号班机1、1990年9月9日，在南美洲委内瑞拉的卡拉加机场的控制塔上，人们突然发现一架早已淘汰了的"道格拉斯"型客机飞临机场，而机场的雷达根本找不到这架飞机。机场人员说："这里是委内瑞拉，你们是从何处而来？"飞行员听罢惊叫道："天啊！我们是泛美航空公司914号班机，由纽约飞往佛罗里达州的，怎么会飞到你们这里，误差2000多公里？"接着他马上拿出飞行日记给机场人员看：该机是1955年7月2日起飞的，时隔了35年。机场人员吃惊地说："这不可能，你们在编故事吧！"后经电传查证；914号班机确实在1955年7月2日从纽约起飞，飞往佛罗里达，突然途中失踪，一直找不到，机上的50多名乘客全部都赔偿了死亡保险金。这些人回到美国家里真令他们的家人大吃一惊。孩子们和亲人都老了，而他们仍和当年一样年轻。美国警方和科学家们专门检查了这些乘客的身份证和身体，认为这不是闹剧，而是事实。世界末日2、据国外多家新闻媒体报道：1999年7月2日，在中美洲的。这伙圣教哥伦比亚约有一百多名圣教徒，到阿尔里斯山的山顶去朝拜徒相信1999年8月"世界末日"来临，他们上山去祈祷上帝的拯救。谁知这伙教徒上山以后再没有下来，就此失踪了。此事惊动了哥伦比亚政府，他们派出了大批警察在阿尔里斯山顶四周大面积寻找，并出动了直升飞机。近一个月，整个内华达山区查遍，但不见一点踪影。消失的英军士兵3、1915年12月，英国与土耳其之间的一场战争，英军诺夫列克将军率领的第四军团准备进攻土耳其的达达尼尔海峡的军事重地加拉波利亚半岛。那天英军很英勇地一个一个爬上山岗，高举旗帜欢呼着登上山顶。突然间，空中降下了一片云雾覆盖了一百多米长的山顶，在阳光下呈现淡红色，并射出耀眼的光芒，在山下用望远镜观看的指挥官们对此景观也很惊奇。过了片刻，云雾慢慢向空中升起，随即向北飘逝。指挥官们才惊奇地发现，山顶上的英军士兵们全部消失了。
诺夫列克将军率领一千多名士兵登上山顶，并亲手插上英国国旗，旗帜还在山顶上飘扬，而人却一个也不见了。射门后当众消失4、1978年5月20日，在美国南方的新奥尔良城，在一所中学的操场上，体育老师巴可洛夫在教几个学生踢足球射门。14岁的巴尔莱克突然一球射入球门，他高兴地跳起来一叫，当着众人的面，眨眼工夫就失去踪影。不可思议的失踪案5、1975年的一天，莫斯科的地铁里发生了一件不可思议的失踪案。一列地铁列车从白俄罗斯站驶向布莱斯诺站。只需要14分钟列车就可抵达下一站，谁知这列地铁车在14分钟内，载着满车乘客突然消失得无影无踪了。列车与乘客的突然失踪迫使全线地铁暂停，警察和地铁管理人员在内务部派来的专家指挥下，对全莫斯科的地铁线展开了一场地毯式的搜索。但始终没有找到地铁和满列车的几百名乘客。这些人就在地铁轨道线上神奇地失踪了。
据说以上是事实证明，世界上是有穿越存在的，只是以人类目前的科学技术还无法自由地穿越而已！真的是吗？