紫荊棘鳥博的精彩的閒侃系列給大家帶來了對時空這個古老的話題的又一次熱情。因為這裡涉及到了哲學甚至神學的問題,我也來湊一下熱鬧。
紫博閒侃系列的最新一篇的題目是“為什麼空間是三維的”,這是一個看似簡單其實蠻深刻的問題。記不清到底是誰先提出三維空間的概念的(歐幾里得?),不過因為笛卡爾的三維坐標系能確定歐式空間的任意點的位置,它對於人們建立起三維空間的概念一定是有幫助的。而笛卡爾的三維坐標之所以成立是因為歐式空間中過任意一點所做的任意一組彼此垂直的線的最大數目是三,雖然在任意一點可以做出無窮多組這樣的彼此垂直的線來,但是任意的這樣一組線中最多只能有三根線,也就是說歐式空間的向量基底的數目為三。所以說,歐式空間(也就是我們日常生活中所說的空間)是三維的。
當然,因為歐式空間的概念本身是對生活經驗的反映,所以上面的解釋也只能回答“為什麼說”這個問題,而不能回答“為什麼”這個問題。
紫博的文章中還提到了人類在過去大半個世紀中對於時空的一個與三維空間密切相關的理論發展,這就是M-Theory。有人稱M-Theory為媽媽理論,有人稱它為薄膜理論,有人稱它為奧秘理論,還有人稱它為魔術理論。這個理論中提出了十一維的時空,不過比對它的名字的含義的解釋中的分歧更深刻的是關於這十一維的意義的解釋,有人認為這十一維只是一種數學上的權宜之計,也有很多人認為它是物理實在的反映。
雖然早就聽說過媽媽理論,但是作為非物理專業的我對這一理論真正開始感興趣是大約十來年前(也可能是七,八年前)讀過的一本關於媽媽理論的科普哲學書。非常可惜的是記不清誰是作者,也記不清書名了,而且好象還沒有買,只是在書店裡蹭看的。不過我記得這樣幾點:作者是一位女教授,根據書中的作者介紹,她是早期進行媽媽理論研究的人群之一,而最關鍵的是,書中提到最早期的媽媽理論都認為我們四維時空以外的那七維時空是捲曲的(curled up),但是她不這麼認為,而且從數學上完全不需要讓那七維捲曲,可以是與我們的宇宙的四維一樣展開的。自那以後我也一直沒有怎麼太跟蹤媽媽理論的進展,這次因為紫博的文章的緣故我又到網上去搜索,發現進展不大。雖然未能查到我前面提到的那本書,不過認為所謂的多餘空間不必捲曲的也還是有人在。
這裡要特別指出的一點也是最有趣的一點,那就是認為那多餘的空間應該捲曲的人的依據居然是“我們看不見那多餘的維數”,這就使得這個原本看來是物理的探索變成了一個哲學的或神學的問題了。
從哲學上說,用“看不見”或“感覺不到”來作為在理論上要求多餘的空間捲曲的理由在邏輯上是說不通的,這是因為看不見的原因可以有很多。比如,這可能是因為我們的感官或測量手段的局限,就好比一個穿了隱身衣的人明明在那裡可別人卻看不到,或者一個諾大的隱身飛機明明在天上飛雷達卻看不到或看上去很小;也可能就好比二維面上的智能(假想存在這樣的智能)看不到我們三維空間的物體一樣,是因為我們在它們的存在區域之外。所以,用看不到測不着來作為一個理論上否認多餘空間的延展性的理由在哲學上是站不住腳的。
而與這個哲學問題密切相關的是神學問題。這裡所說的神學還不局限於我們通常所說的與宗教信仰有關的神學,而是包括了科學家們通過他們的想象而得出的他們的科學神經能夠接受的神學。
以看不見測不着為理由假定多餘的(時)空間是捲曲的一個前提是我們的四維時空宇宙是唯一的宇宙。有宗教信仰的人不應該對這種假設過於認真,因為所有的宗教信仰都相信存在着一種我們肉眼看不見但是卻了解我們的超自然力量。所以,對於有宗教信仰的人來說,如果有十一維時空的話,我們四維以外的七維是不需要捲曲的。另外,包括被認為是當代無神論的領軍人物的霍金在內的很多物理學家提出了另一種可以讓那多餘的空間甚至時空不捲曲的假設:平行宇宙假設。他們認為在我們的宇宙之外還有着無窮多的宇宙。其實,雖然這種平行宇宙的假設讓霍金他們的科學主義的神經感到舒坦些,由於那平行的宇宙不在我們的四維時空中,同宗教信仰所相信的超自然一樣,人們可能永遠也測不到那平行的宇宙,至少現在不行。所不同的是,過去千百年裡關於超自然的見證有過千千萬萬,而關於平行宇宙目前還只是純假想而已。。。。。。