我们生活在一个由三维空间和一维时间定义的世界里。换句话说,在任何给定的时刻,只需要三个数字就可以精确定位你的实际位置。在地球上,这三个空间坐标可以分解为经度、纬度和海拔。
为了进一步说明这一点,我们从一维开始说起。一维世界就像一条被测线上的一个珠子。你可以向前滑动珠子,也可以向后滑动珠子,但你只需要一个数字就能计算出珠子在绳子上的确切位置。
现在让我们升级到二维世界。这是一个平面,你只需要长度和宽度来确定位置。就像在世界地图上,你只需要经度和纬度来确定某一地的位置。
现在我们再添加一个维度。我们将世界的高度(深度)考虑在内。珠穆朗玛峰除了有经度和纬度外,它还有高度,它的高度为8844.43米。潜艇可以在水面上航行,也可以隐藏在水下200米处。
会有第四个空间维度吗?这是个棘手的问题,因为我们目前无法感知长度、宽度和高度以外的任何东西。
此时此刻,你很可能处于一个特定的经度、纬度和高度。向左走一点,你就会改变经度或纬度。往上蹦一下,你会改变你的高度。那么问题来了:你能在不改变经度、纬度或高度的情况下从当前位置移动吗?不能,因为我们没有第四个空间维度。
但事实上,我们感知不到第四个空间维度并不代表它不存在。1919年,数学家西奥多·卡鲁扎认为,第四个空间维度可能将广义相对论和电磁理论联系起来。理论物理学家奥斯卡·克莱因后来修正了这一理论,提出第四维度是卷曲起来的,而其他三个空间维度是扩展的。换句话说,第四空间维度就在那里,只是它被卷起看不见而已,这有点像一个完全缩回的卷尺。这意味着我们三维世界的每一个点都有一个额外的第四空间维度在其中滚动。