现在关于多维空间的电影非常多，比如诺兰执导的《星际穿越》，在这部电影当中，不仅时间不再是恒定不变的，而且人类可以在多维空间当中任意穿梭，只是在不同维度空间当中，我们所能改变的时间，时常还受到各维空间的限制。

未来人类的危机

《星际穿越》所讨论的是地球即将毁灭，我们如何面对生态灾难^ z ( s D的问题，这其实不是# ~ k D 1 @ 0 2危言耸听，地球其实每过3000万年，就会遭遇一次彗星的撞击。别看彗星直径只有10几公里，但是它撞击地球所产生巨大能量，6 . 1 z 3 A超过上亿颗原子弹爆炸的J O b i = j K当量。

到那个时候我们并不是死于小行星的爆炸，而是小行星撞击把大量的尘土卷入地球平流层当中，导e . h @ _ i致光照减少，从而形成了生态灾难。恐龙就是在白垩纪末期，小行星撞击当中走向灭亡的。

那么我们如何躲避这场生态灾难呢？H | F [ H H目前通8 H r行的做法是前往火星，比如埃隆马斯克的火星计划，预计到2030年可实现。其实太阳的寿命不会超过50亿年，到那个时候，整个太阳系都会被它吞噬，火星和地球都将被毁灭。所以最好的方式是逃离太阳系，找到类似地球的行星。

依靠现在的宇宙飞船逃离吗？这无异于痴人说梦，我们到达最近的恒星“比邻星b”都需要4.9 b p ^ , & R K2光年，路上要行使6000多年。最好的办法就是像《星际穿Z h ( G E B G越》中z i ,一样，穿越q D l 2 q : C D m虫洞，在多维空间当中穿梭，实现远距离航行。

为R C & m f # t ^ l何要研究多维空间

多维空间的概念其实很早之前就被提及，甚至一度成为骗子的代名词。1887年，英国著名` e r 7的骗子斯莱德就利用多维空间的理论，和家属进行通灵，而且当时很多物理学家还为他做信用背书，比如韦伯、汤姆{ ~ t Z 0 ( q %逊还有瑞利等。这就是著名的“第四维”骗局，当时有很多物理学家在研究多维空间。

可是19世纪末，量子力学实在是太过火热。量子理论几乎主宰^ Q r了整个物理学界，量子力学不但解释了电磁力、光，以及量子领域的强核力以及弱核力等，甚至还造出了惊世骇俗的原子弹。原子弹可以说超乎了那个时代所有人的想象，人们很难想象一个爆炸物能将一座城市瞬间夷为平地，于是科学家们争相涌入量子领域的研究。

可是到了20世纪80年代，量子领域似乎走入死胡同，最简单的就是量z 5 ) i x ,子理论解释不了万有引力是怎么回事？在量子领域当中，构成物质的基础是粒子，粒子具有波粒二象性，也就是说它) s .既是一种波，也是一种粒子。可是如何解释万有引力超越光速呢？于S d x V ! M W是人们又重回多维空间理论，希望从中找到答案。

如何统一宇宙的四种力

如果描述正常的生活空间，三维就足够了，甚至三维都不需要，我们的手机导航软件，只要描绘经纬度，就能够定位你的位置信息。目前用来描绘这个世界的软件，最多也~ 5 I k 9 o H ~都是三维，可是如果我们要解释宇宙的规律，三维空间的自然规律显然是不够的。

科学家现在普遍都认可宇宙由4种力构成，分别是引力、电磁力，还有量子力学当中的强核力以及弱核力。这4种力差异非常大，描述他们的物理规律也各不相同，那么有没有可能把这4种力有机统一在一起呢？难道我们的自然界真的是以这么复杂的形式组成的吗？

在大部分的物理学家看来，描述宇宙的底z S ) { * 1层规律应该是简洁而优美的。毕达哥拉斯认为万物皆数学，世间的万物都可以用数Y 学来解释，因为数学像哲学? Q t A .一样需要逻辑的推理、演绎与证明，而且必须T $ s n % N a L环环相扣( w 8 U v S，完美无缺。

进入20世纪，人们利用数学公式推导出了} 6 y 1 U B 4 g很多物理学的公式，比如麦克斯韦磁力学方程，波尔的轨道量子数等，然而人们缺乏相应的理论解释。如果存在一个理论，能把所有的物理现象给予合理的解释，而不是把问题最后都抛给上帝，那么这个物理世界p n ] y B J该有多么和谐！

宇宙当中存在很多看不见摸不着的规律，如果我们从更高维度去看这些问题，或许能够找到答案。比如之前人们一直认为三维空间与时间是相互独立的，没有任何关系，可是当爱因斯坦提出了狭义相对论之后，创造了四维时空的概念。狭义相对论本质就是用四维空w O u o & + N I 9间来描绘物理现象。

十维空间提出之J j J { 3 $ ] e -后，之前很复杂的物理学原理被完L G b V o美统一了，比如麦克斯韦方# A &程组，以前需要8个方程组，关于时间和空间的H - 3 W p O x r ;还需要分开处理，但是引入时间作为第四维的时候，这8个方程组就形成了一个简洁漂亮的方程，这就是麦克斯韦方程组的相对论形式。之后爱因斯坦又用四维时空的概念去解释了7 ? @ j D v引力，这就是广义相对论。

爱因斯坦- 9 `的广义相对论解释了过去牛顿力学很多无法回答的问题，比如靠近太阳的7 B Z k &水星的轨道异常，它比牛顿力学计算出的速度要快很多。在爱因斯坦看来，引力并不是两个物体之间瞬间产生作用的一个力量，引力是时空扭曲造成的。如果一个质量很大的铅球，把它放到你V 7 N o的床上，一定会在床中央压出一个弧形的凹陷。这就相当于太阳的质量造成了太Z l ! m阳周围K 0 7 m & 4的时空的弯曲。

如果这时往床上放一个小球，小球会在凹陷处盘旋，就像水星围绕太阳运动。所以引力其实并不是太阳和水星之间的连接，引力是太阳周围的空间变弯了，水星只能在变r n @ g m p弯了的空间里跑。运用这样的思路计算行星轨道，就会发现远k u * ~离太阳的时候，情况很接近牛顿理论的计算结果f 3 # = L X m，但是很靠近太阳Z N : V G的时候，结果会和D x u B牛顿的理论有比较明显的差异。

之后数学家卡鲁查，他在爱} f ,因斯坦四维空间的基础上引入第五 s ) , # } 8维空间，居然统一了爱因斯坦的引力场理论和麦克斯韦电磁场理论。是否意味着升高维度，就能够统一自然界当中的各种力呢？但是在卡鲁查数学公式当中，量子力学当中的强核力以及弱核力却被排除在外] v k。

卡鲁查利利用五维空间理论统一电磁力和万U 8 G D ? L有引力，震惊了学界。可是在20世纪30年代，量子领域实在是太过于火热了，! / 1 P d R没有太多的科学家关注这个多维空间理论。

量子力学J 7 C S r遇到的难题

在量子领域当中，宇宙是由各种粒子组成的，不仅物质是由粒子组成的，而且力也是由粒子组成的。电磁力是交换光量子，强核力是因为 介子，弱核力是因为W 玻色子，总而言之，它们都离不开粒子。量子 ~ ` - 0 _ z {理论也成功把电磁力、强核力以及弱核力统一了起来。

可是; p D 人们在原子对撞机当中，发现了越来越多的粒子，这些海量的实验数据，虽然再一次证明了量子理论的正确性，可是数量众多的粒子也把物理e R k . e B h A |学家们搞得晕头转向。

在标准模型中最基础的夸克就有36种，而不同的夸克又可以组合成不同的粒子，就像英文- 1 Z ;字母，理论上组合的数量有无穷多。另外标准模型还有6种轻子、1~ D X ) k (2种杨-米尔斯场和至少19个需要人为确定的常数，这一切都说明标准g h 1 Q $ n x模型理论实在是太复杂了。

现在让人们由不得怀疑，量子力学当中的标准模型是否为终极解决答案。而且标准模型太过于复杂，并且它也无] n v法解释万有引力，关于引力还需要借用爱因斯坦的广义相对论来解释。

“十D 1 ; - ` /维空间”理论是! y ^ l A z否为终极答案？

在被科学家忽视的多维空间理论再次被提及，也就是现在正热的弦理，在弦理论当中，组成物质的不再是粒子，而是弦。如果把粒子* @ p ) v M # q继续放大一万亿亿倍，会发现这个粒子是一条正在振动的弦。

这就好比我们生活当中弦乐器当中的弦，一根弦理论上可以演奏出多个音符，_ I ? ( l 1 b @只要改变弦的长度，就能改变弦的频率。所以无数振动的弦能够构成无数多的粒子，这就解释了粒子的丰富性。

这套解释体系可以把广义相对论当中的引力与量子力学当中弱核力，强核力，还有电磁力完全整合到一起，一根弦如果想要完成各类复杂动作，必须有一定的限定条件，就像弹吉他的时候，必须用手指摁住不同的长度，这就是时空的限制条件。

物理学家们根据某些限制条件，成功导出了爱因斯坦的质能方程，这就意味着，弦理论可以包容相对论，是一个真正意义上的包罗万象的理论。

在弦理论当中，我们的宇宙必须是十维的。目前我们人类能够感知的也就是三维空间，再加上时间? 8 h : g p V维度，也就四个维度。那剩下六个维度怎么找呢？物理学家认为，这6个维度卷曲到一个B k ~ R |非常小P 5 +的尺度上，所以无法被我们所观测到。

无法被观测，是否意味着伪科学呢？很多时候科学实验走在理论物理学的前面，有时候理论物理学又会领先实^ 5 X N t . o !验科学。在19世纪，当时的科学家认为，由于我们无法飞到宇宙当中去，因此我们无法知晓恒星的构成。可是之后科学家~ ` / 9 5 x ;通过光谱分析，能够准确测量出遥远恒星的化学成分。

虽然目前“十维空间”理论无法被观测到，相信总有一天，我们能通过加速器、空间探测器或宇宙线计数器等各种手段，间接探测到第十维时空的存在。

那么弦理论有什么D 1 1 P 1 @ E ,用呢？弦理论不仅仅能解释宇宙当中的一些问题，而且还能够让我们I b W F x b V +可能找到负X [ , g n ( A M物质，这是一种理论上存在的物质，利用它可以制造出0 P C @ L K r ,足以撕裂空间的虫洞。制造出虫洞，才算真正解决人类未来生存的问题，逃离太阳系。