下面是一个非常神奇的图案,代表高维的宇宙在三维世界的投影,这个高维宇宙就在我们的身边,但是我们看不到它,这个图形有一个学名叫卡拉比-丘流形。好莱坞电影星际穿越就试图去还原一个高维的宇宙,高维宇宙里的生命拥有比人类高得多的科技,甚至可以通过空间中像弦一样的东西,对过去和未来去发送信号。

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时间再到1919年,一位不知名的数学家西奥多卡鲁扎成为了爱因斯坦的超级粉丝,卡鲁扎想爱因斯坦时使用了三维空间与时间来描述重力,所以他取得了巨大的成功,如果把空间再多加一个维度,将宇宙变成四维的会出现什么情况呢?卡鲁扎惊讶地发现,如果使用广义相对论的数学公式来描述扭曲的四维空间,不但能够推导出重力,而且还能多导出另一个数学式,这个数学式就是科学家一直用来描述电磁力的数学式。

两种力就这么和谐的统一在一个方程里了,这不就是一个大统一的理论吗?卡鲁扎就把他的研究寄给了爱因斯坦,爱因斯坦看了之后感到非常的迷惑,多出来的这个维度到底是什么呢?但是直觉告诉爱因斯坦,这个理论很可能是正确的。两年之后,爱因斯坦最终同意普鲁士学院发表了卡鲁扎的论文,在当时卡姆扎的理论有点儿天方夜谭的味道,四维世界长成什么样呢?因为人类的视觉只能呈现三维的空间,所以四维世界是没有办法表现的。

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但是我们可以通过两个办法来理解什么是四维的空间,第一,想象把一个三维的立方体给拆开,可以得到立方体在两维平面上的一个图像,同理也可以把一个四维的立方体拆开,然后在三维世界里得到一个图像,第二,我们可以通过投影在平面上去看一个立方体,同理,也可以将四维的立方体投影在三维世界和两维的平面上,下面这个不断运动的图形就是四维立方体的三维投影。

公式所表示的粒子状态其实是一根弦,而且是一根不断震动的弦,直到这个时候,弦理论才开始冒出了苗头,没有人去特意地发明它,弦理论就这样凭空的产生了。