空間維度的意義與維度的建立原則

韓文滔

空間維度是人類用來認識世界、解釋世界的一種工具。現有的所謂三維宇宙空間加時間維的時空架構，構成了現在人類對宇宙的基本認知。但是，這樣建立的維度正確嗎？上上下下左左右右B（前）A（后）B（前）A（后）再加時間（？）就能解釋我們的空間結構嗎？設想一下：如果一個觀察者（這個觀察者身體為球形，具有大量感覺器官，并且均勻分布于身體表面）處于宇宙真空中，所有的天體都處于極遠距離之外的球形天穹上，周圍一片黑暗，感覺不到任何重力，這時上上下下左左右右B（前）A（后）B（前）A（后）再加時間（？）應該怎么確定呢？是不是可以任意指定呢？如果可以的話，那么再換一個觀察者呢？是不是又得到了一組不同方向的三維？再換n個觀察者呢？難道的空間具有無數維？可我們明明是在觀察三維空間，哪有無數維啊？再設想一下：當我們去觀察微觀世界時，一個原子如何確定三維？更不要說更加微觀的量子世界了。根據量子力學的理論，時間和空間在量子尺度下是統一的，那么在宏觀宇宙尺度上統一嗎？如何統一？上述所有問題用現有的時空架構恐怕很難解決，原因是什么？原因是因為現有的時空架構過于古老！現有的時空架構幾乎是在遠古時代形成的，那個時候的人們對宇宙的看法可能還處于天圓地方、烏龜駝陸地的水平，后來的人類對宇宙的認識經歷了地心說、日心說、宏觀宇宙說、牛頓力學、相對論及量子力學等諸多進步，可是原始時空架構卻沒有絲毫改變，沒有跟隨解釋宇宙的理論一同進步，那么這種時空架構無法完美的與現有理論結合就是必然的。

那么，怎么辦呢？唯一辦法就是重新定義維度，建立符合現有科學理論的多維空間結構。

首要問題是如何定義維度。定義維度時不能憑感覺，必須根據現有的觀測手段和觀測結果的需要來定義，其認定原則如下：

1、維度應該同時適用于極小的微觀結構和廣域的宏觀結構。

2、一個維度應該對應空間結構的一種屬性，建立維度本質上就是對空間基本結構的某一種物理屬性的描述。

3、維度可以表現為一條直線或射線、線段，必須有基點（即值為0點）、交點（與指定空間結構相交）、刻度、方向，還可以有極限值。

4、對于一個指定的空間結構，與其相交的，基點或極限不在本空間結構內的維為主維（或實維），派生于本空間結構內的或只在本空間結構內有意義的維為副維（或虛維）。主維一般是代表本空間結構內物理參數極限值，副維一般代表本空間結構內物理參數變化值。

5、所有維度貫穿于本空間結構內每一個結構基本單位。

6、低維空間結構一定存在于高維空間結構內，并且是由這個高維空間結構的物理規律所允許的存在，而且該低維空間結構不唯一。

有了定義維度的原則，我們就可以嘗試建立一個符合物理學觀測的多維空間結構。

第一步首先確定物理學觀測本質，我們現在的物理學基礎是對自然界中的電磁場變化的感應和記錄，所有的觀測結果全部都是由電磁波的形式反映出來。電磁波是所有觀測的必要元素，電磁波傳遞需要時間，所以時間也是一個必要元素，因此我們可以得到一個三維的結構：電維（Dw）、磁維（Cw）、時間維（SJw）構成的空間結構單元。

有了單元就可以建立空架結構了，我們只需要沿著時間維傳遞這個單元，就可以完整的得到一個三維空間結構。不過，等一下！這里有一些問題：第二個單元憑什么可以從第一個單元“傳遞”過來？傳遞完成后第一個單元還在嗎？熱力學第一定律不允許“無中生有”這種是發生的。第一個單元能夠建立，一定是存在于一個高維空間結構內，這個結構允許電環和磁環鏈接，當然也允許電環和磁環不鏈接，也就是說我們建立的第一個單元是從超維結構中“采集”了一個電環和一個磁環組成的，想要形成第二個單元，則必須再次從超維結構中采集第二組電環和磁環，組合而成并與第一個結構單元鏈接，如此循環往復就形成了一個三維時空結構，當這個結構擁有足夠龐大的規模時，就可以稱之為“宇宙空間”了。這個空間結構具有下列屬性：

1、空間結構由等波長電磁場組成。

2、在空間結構內所有電磁場連續。

3、空間結構的電磁場強度在沒有外來電磁場影響下，所有電磁場趨于等勢。

4、空間結構可以接受其他等波長（或波長為整數倍）的結構的鏈接。

5、每一個鏈接進入空間結構的其他結構，在進入的那一時刻，立即在空間電磁場上產生影響，并以波的形式向空間場傳遞，速度為光速。此一時刻為該鏈接結構的時間起始點。

6、組成宇宙空間結構的基本單元個數只能隨其他三維結構的鏈接接入和斷開而增減，不能憑空產生和消失。

空間屬性實際上決定著處于這個結構內的物理規律，那么這個宇宙空間結構會給我們帶來什么樣的世界呢？或者說如何解釋這個世界呢？可以從一些基本的物理概念入手，比如能量、質量、時間、速度、電磁波、白洞、黑洞、大爆炸等等，看看如何用一種全新的模式解釋上述事物，同時也要檢測一下這種新的模式是否比以往的“上上下下、左左右右、BABA”模式更加簡潔、準確。

1、能量：能量的基本單元是量子，而我們已知的量子都是以電磁波的形態表現出來，量子本身沒有質量，只攜帶有能量。那么怎么來建構量子呢？請注意“電磁波”形態，我們構造的基本單元不就是電磁波嗎？并且它還可以與其他基本單元鏈接，而且不限數量！好了，量子的結構有了吧，連續的多個基本單元組成的結構，就可以稱之為量子。我們的宇宙就是一個巨大的量子。當其它量子與我們的宇宙鏈接時，其基本單元與宇宙的空間結構（后文簡稱為宇宙）融合，融合的瞬時，量子處于宇宙均勢場上方，構成一個空間的“膨脹”相（向上彎曲），量子的每一個基本單元融入時都會激發一個空間波動即電磁波，由于融入的速度為光速，因此量子所具有的基本單元個數對應電磁波的頻率，其產生的電磁波代表該量子的能量傳入空間，成為該量子對空間產生的效應的標志。量子可以在高維空間結構內形成，也可以從較大空間結構上分裂出來。

2、質量：根據相對論的理論E=mc2，因此其基本單元與量子一樣，都是由連續的多個基本單元組成的結構，它對空間結構的影響是引起空間結構的“坍縮”（向下彎曲），還可以“吸附”一定量的量子。這種結構必須很大，其基本單元個數超過了我們的宇宙的電磁波頻率上限，因此它是以某種特殊的鏈接方式（1/2自旋？）“懸浮”于我們的宇宙空間結構中，它的存在使得空間結構向下彎曲，以容納這種巨大的，我們可以稱之為質量子的空間結構。同時，質量子還可以吸收和釋放附著于他自身的量子。由于質量子造成了空間的坍縮，導致所有質量子都趨向于“聚集”，而“聚集”的結果就是質量的密度越來越大，直至達到黑洞效應發生。

3、時間：在傳統的時空理論中，時間是一個奇怪的維度，明明每一個物理現象都包含有時間的元素，可是無論如何時間很難和空間統一成為一體，這實際上體現了傳統的時空理論的缺陷--在建構空間結構理論時沒有考慮“時間”的屬性。我們可以重新建立或定義關于時間的維度：與時間直接關聯的物理現象只有“光速”，根據相對論理論，在任何參照系內光速不變，那么時間可以被視為光線傳播距離的函數，也就是說時間并不是自變量，而是函數值。這就意味著時間是隨著光速變化的（是不是很神奇？），有人看到這馬上就會問道：那么狹義相對論中時間隨相對速度變化的公式還成立嗎？答：當然成立。我們先來看看光速，在我們建立的基本空間結構中，哪些屬性會影響光速呢？電磁環的彈性，當電磁環的彈性改變時，基本空間結構的光速隨之改變。好了，我們現在可以建維了：光速維，代表的屬性是基本空間結構的彈性，與我們的宇宙空間相交于C=300000km/s，并與我們的宇宙空間內效應變量“L：光線傳播距離”，產生一個函數“T=L/C”，這個函數值T就是時間！建維完畢。于是，我們傳統物理學公式中時間T都可以改變為L/C，期中L的單位可以是光秒、光分、光時、光年等等，比如：s=vt就可以改為s=v*L/C=L*（v/C），這里的v/C很有用，非常重要！我們只需要知道時間變成了空間距離和光速的函數，已經與空間緊密相連了，它只能在連續空間結構內有意義，所以在我們的宇宙中，任何物體的運動速度不能大于光速，大于光速的物體會破壞空間結構的連續，我們將無法對其進行觀測。

4、電磁波：電磁波可以看成是空間結構的波動，融入空間結構的量子所含基本結構數形成頻率，融入的量子的高度為初始振幅，以融入時刻為時間零點（本質上是產生的影響距離L=0），向連續的空間結構場內傳播。電磁波傳遞過程中空間結構發生“波動”。空間結構與量子引起的電磁波的關系就像無線電技術中的“基波”與“載波”的關系。量子作為一個分離的空間結構，在它融入我們這個空間結構時產生了“一波”效應的影響，然后我們的空間結構總數量會增加“一個量子結構”，結果就是空間結構的直徑大了一點點。量子可以融入空間結構形成電磁波，那么電磁波中也可以分離出來量子，這也是生命能夠產生的基礎。到這里我們就可以這樣認定一個事實：我們所說的電磁能其實就是空間結構當中的“振動”本身，而量子在“融入”空間結構時就已經消失了，只留下了一個“效應”--電磁波以證明它曾經作為一個單一個體結構存在過。

5、萬有引力：前面的質量定義為懸浮于空間結構的量子，后面簡稱質量子，空間結構為了容納這些質量子，會向下彎曲，形成一個“凹陷”，注意：這個凹陷是空間結構的彎曲，空間結構的基本單元并不變化，這就是空間結構的“坍縮”。這個坍縮造成了空間結構表面積的縮小，并且將這個效應以光速傳入整個空間結構。與坍縮相對應的是能量造成的“膨脹”，要標識這兩個物理現象，最簡潔的的方法是根據其變形量（膨脹的高度和坍縮的深度）建立一個維度，原點就是我們這個空間結構的均勢場，向上為能量維，向下為質量維。能量維的刻度是能量密度，即頻率。質量維的刻度是質量密度，就是現在我們所說的“密度”。密度增加時，彎曲的空間結構與均勢的空間結構形成一個角度，角度的增大使得質量子簇之間的距離變小，甚至可以破壞質量子簇本身的能量場，造成密度遠大于均勢空間結構的平均密度的情況發生。

6、黑洞：黑洞是由于質量子的堆積造成空間結構向質能軸（向下）彎曲，當彎曲的切向角度達到或超過45°時，逃逸速度達到光速，即為黑洞。

7、大爆炸：大爆炸不可能無中生有的發生，否則的話在高維空間結構內熱力學第一定律將不復存在。熱力學第一定律描述的是能量維上的物理法則，而能量維是實維（主維），是在高維空間結構內連續的維度，其物理法則也必須連續。大爆炸的發生最有可能的解釋是，連續的空間結構因為某些物理條件收縮于某一維度中，當這些物理條件發生變化或達到某一臨界點時，空間結構從某一維度中釋放，從一維線狀迅速膨脹為均勢場。

8、速度、動能與勢能：速度在現有物理范疇內一般被視為三維空間內的矢量，具有大小、方向、作用點（軌跡上的測量點），可以根據不同參照系具有不同參數，但是有一個問題，這樣的速度定義下，同一質量的物體，在無外力作用下，應該保持勻速運動的狀態，該物體的動能不會變化，那么如果從不同參照系中觀察，是不是就有了不同的動能值？熱力學第一定律去哪了？如果動能在不同的參照系中保持不變，那么就需要一個適用于整個空間結構的“絕對靜止”的參照系，即空間結構本身。沒人可以測量出或預言我們所在的這個空間結構在高維空間結構中有什么樣的運動狀態，那些狀態與我們無關！所以我們總是可以找到某一個運動系統，它相對于空間結構本身速度為0。因此需要在空間結構中建立一個維--速度維，它垂直于空間結構，原點處于均勢場中，原點處速度為0，向上為正速度，是依靠吸收外部能量轉化成為速度（動能）。向下為負速度，是依靠自身勢能損失轉化成為速度。速度維在我們的空間結構中有意義的取值范圍（+c，-c），速度維在超出±c時在高維空間結構中依然存在，并可延長至±∞，由于這個維度可以延伸至高維空間結構，所以速度維是主維。順便提一下，狹義相對論只是證明了光速不變，即空間波動的速度不變，但是并沒有限制有質量的物體的移動速度，只不過表明了當有質量的物體速度超出（+c，-c）的范圍，就會脫離我們的空間結構的連續場，無法測量其參數而已。當帶質量物體相對于空間結構運動時，會在組成該物體的每個質量子簇的運動方向上造成空間結構的隆起（空間結構膨脹），這就是動能。大量質量子簇的動能疊加，使得整個物體處于一個膨脹結構之中，于是在其運動方向上時間、長度、質量等參數發生了偏移，如果我們在均勢場中對這些發生偏移的物理量進行測量，就會得到狹義相對論的公式，還記得前面提到過的v/m嗎？就是非常重要的那個比值，它就是偏移角的正弦值。

9、熱力學第一定律：本質上是表明量子結構不能憑空產生和消失，只能在空間、能量、質量等不同表現形式之間進行轉化。

10、熱力學第二定律：表明在空間結構上的空間震動幅度總是趨于減小，在無外部影響下，最終會形成均勢場。

11、熱力學第三定律：這是新發現的定律，它表明了空間結構中質量相上，所有帶質量的物質總是趨于聚集，最終形成整個空間結構中的唯一黑洞，這個黑洞會在某種條件下會再次產生大爆炸。簡單的說法就是：質量的“熵”隨時間的減小，總是趨于有序。

12、麥克斯韋精靈與永不消失的能量：麥克斯韋精靈，我們又稱之為麥克斯韋妖精，它描述了一個熱力學原則：我們無法從混沌系統中提取能量，除非你擁有一只麥克斯韋精靈。這個原則現在還是被物理學界普遍認可的，并且直至今天為止，也沒有人能夠突破或試圖打破這個原則。那么，這個原則能夠被打破嗎？我們先來看看能量是什么，我們又是如何從自然界中提取能量的。現代物理學告訴我們，我們現在所說的能量本質上就是電磁能的不同表現形式，現有的提取能量的方法無非就是制造一個足夠高的空間結構的膨脹，釋放到空間結構中，產生一定強度的空間震蕩，然后運用某種方法分裂出一部分量子結構加以利用或存儲。好了，現有的提取能量的方法關鍵在于制造一個足夠高的空間結構的膨脹，這是產生空間結構震蕩的前提。如果我們的目的是產生空間結構震蕩，那么如果能夠制造一個坍縮的空間結構是不是能達到同樣效果呢？注意，這里是指一個無質量的空間結構坍縮，也可以稱之為負能量結構。一旦我們可以制造出負能量結構能量提取系統，我們就可以在混沌系統中提取能量了，從某種意義上來說，我們就擁有了麥克斯韋精靈，同時這種提取能量的系統，理論上能夠無限的提供能量。那么這種制造負能量結構的系統存在嗎？當然存在！它的基本結構或者說基本原理就擺在我們面前，只不過沒人往這方面思考罷了。