经常有人说:科学发展到最后往往变成了“神学”,因为科学理论有时候会陷入无限循环且矛盾的境地。为了理解和解释无限的宇宙,人类就是有再丰富的想象力也嫌不够。
我们在日常生活中所接触的“四维空间”,一般是指爱因斯坦的宇宙是由三维空间再加上时间构成的概念。而随着数学以及理论物理的发展,在探索相对论和量子力学融合的过程中,出现了11维的弦理论。
虽然理论上可能存在更高维的空间,但是一直无法证实,更无法探测到。这就像让一个天生的盲人去感受颜色,更高纬的空间也只能通过想象去感受。所以就算想象力再丰富,得到的也只是一种抽象的概念。
科学家一直认为,更高的维度很可能存在,但是人类的感官系统根本没有办法感受到。科学家只能从数学上描述更高的空间维度,但一直没有具体的办法探测和证实。
但是,科学探索的脚步一直没有停止,真的没有办法探测到更高纬度?最近,美国和欧洲的科学家决定先从探测第四维度开始,他们利用量子霍尔效应,进行了一些实验。
按照数学模型,四维空间的量子霍尔效应应该是可探测到的。科学家不能直接探测到四维空间,但能够从低维空间中发现四维空间的量子霍尔效应。
其原理和思路是:在我们的世界中,用三维物体可以投射下二维的影子。据此推理,四维空间的物体也应该可以投射下三维的影子。科学家既然可以从二维影子间接推断出三维物体的一些特性,那么也可以从三维影子中推导出四维空间的一些迹象。
科学家首先将铷元素冷冻到绝对零度,然后用激光固定住原子,制造出“量子效应”。原子自身不带电荷,但它们可以模拟电荷的传输情况。实验发现,原子的微弱运动变化与四维空间的量子霍尔效应一致。该研究的具体情况发表在英国著名的科学杂志《自然》。