揭秘100个科学难题，探索宇宙自然力

《科学史》作者丹皮尔先生曾经这样说道：我们还可以从另一个角度去看待几何学。普通观察给人的暗示是有某种空间。心灵接受了这种暗示，给一种理想的空间下了定义。这种理想的空间其实完全是所观察到的空间在人们心目中样子。后来，心灵又给别的种类的空间下了定义——非欧几里德的空间，这种空间或许是无法用物理学术加以描述。心灵既然得到了自己的定义，现在就可以自由地来展开这些定义的逻辑推论了，无须顾及什么符合自然，什么不符合自然。如果我们给空间下的定义说空间有三维，我们就得到一套推论。如果我们假定空间，或者同空间相符的东西有n维，我们就得出别的推论。这是一场有趣的智力游戏，但是它必然同自然没有直接关系，也必然同实验科学没有直接关系，虽然在这场游戏中学到的方法以后或许有用。

在广义相对论中，爱因斯坦给出了四维时空概念，即三维空间加一维时间，等于四维时空。空间与时间不再是两个孤立的概念，而是共同构成了一个“空间-时间”四维连续体，即时空概念。根据广义相对论，爱因斯坦还预言了光线在引力场中的弯曲，以此断言时空是弯曲的。这说明爱因斯坦的四维时空主要是几何概念。

时间是构成四维时空重要的一维。什么是时间？以广义物质观，时间是因人类的存在而存在的量度物质变化状态的物理量。从物质的角度，有物质才有时间，物质是永恒的，时间也是永恒的；物质没有起源，时间也没有起源；时间以物质为基础，但时间不是物质。广义物质观从哲学的高度，把宇宙物质最终归纳为两种物质形态：质量物质和能量物质。按自然外力理论质量物质和能量物质是可以相互转化的，因此，量度质量物质的时间是相对时间，量度能量物质的时间为绝对时间。

宇宙中，任何质量物质（天体）在自然外力作用下，都源自核心斥力发射而形成自身一定范围内的立体的自然斥力场。自然斥力场以质量物质（天体）为载体，以质量物质（天体）的存在而存在；量度质量物质（天体）的时间是相对时间，那么量度自然斥力场的时间也是相对时间，一维相对时间加个体的三维自然斥力场，即构成相对四维时空。宇宙中各级质量物质（天体）斥力场相互交融、叠加，形成整体的自然外力场，自然外力场以能量物质为载体，以能量物质的存在而存在；量度能量物质的时间是绝对时间，那么量度自然外力场的时间也是绝对时间，一维绝对时间加整体的三维自然外力场，即构成绝对四维时空。以自然斥力为主体的相对四维时空是膨胀态，以自然外力为主体的绝对四维时空是收缩态。个体相对四维时空的叠加，形成整体的绝对四维时空，整体绝对四维时空对所有质量物质的收缩和聚集，促使质量物质相对四维时空的形成，因此，相对四维时空与绝对四维时空是相互作用、相互转化的统一体，表明“空间-时间”的四维连续性。物质没有起源，时间没有起源。宇宙大爆炸是不存在的。

四维时空分为相对四维时空和绝对四维时空，而爱因斯坦提出的四维时空，实际上是以质量体为载体的，引力的相对四维时空。这是爱因斯坦四维时空与广义物质观的四维时空的根本区别。(www.zuozong.com)

宇宙中，任一小质量天体的相对四维时空都“浸泡”在大质量天体的相对四维时空中。夸克的相对四维时空“浸泡”原子的相对四维时空中，原子的相对四维时空“浸泡”在分子的相对四维时空中，太阳系行星的相对四维时空“浸泡”在太阳的相对四维时空中，星系内部的恒星、行星的相对四维时空“浸泡”在星系的相对四维时空中。众多星系的相对四维时空“浸泡”在星系团的相对四维时空中；星系团相对四维时空与星系团相对四维时空相互对抗、相互渗透、无限叠加，形成绝对四维时空——超时空的四维时空连续体。绝对四维时空——超时空的四维时空连续体，是由不同质量天体的相对四维时空相互对抗、相互作用、相互渗透、无限叠加形成。

在20世纪的后半叶，很大一部分科学家（部分物理学家和数学家）越来越相信，弦理论可能会带来统一场理论的最终答案。从一个原理出发——万物在最微观的层次上是由振动的“绳子”组合在一起的——弦理论提供了一个能囊括一切力和物质的解释框架。

根据弦理论，卡鲁扎-克莱因模型认为，电磁力表现为“第五维度的涟漪”，就像引力表现为“第四维度的涟漪”一样。然而当问及第五维度在哪里时，所谓的标准解释是，第五维度因紧致化而隐藏不见。既然准许第五维度的存在，那么再多几个维度又有何妨？于是，就有了这样的“理论”：“如果先能够在9个独立的空间方向振动，那么所有的负概率都将消失”；“假定在我们熟悉的3个展开的空间维以外还有6个卷曲的空间维，就能在我们的宇宙中满足弦理论的九维空间的要求”……弦理论的推崇者始终认为，多维的物理意义就是多余维度的几何决定着我们在寻常三维展开空间里观察到的那些粒子的基本物理属性，如质量、电荷等，所以在宇宙学中有人提出了四维时空以上的多维时空观点，如九维、十一维、二十一维、二十六维等等。提出多维时空的依据是什么？这些“维”具体指的是什么？持多维时空观的人并没有给予明确的说明。多维空间理论中最致命的不足之一就是：如果万物在最微观的层次上是由振动的“绳子”组合在一起的，是不是这根绳子就不能够再被分解为更细微的组分？多维空间理论中最致命的另一个不足就是：所有的理论推测得不到实验很好的支持，有的仅仅是一种复杂的数学游戏。

爱因斯坦虽然给出了四维时空概念，但它是“引力”的时空观，所以是错的。“空间——时间”是四维连续体，在这个四维连续体中，只有斥力场的相对四维时空和外力场的绝对四维时空具有物质的和力的意义，是对四维时空的准确表达。