北京
你可能也好奇过：我们生活的这个宇宙，为什么偏偏是三个空间维度加一个时间维度？为什么不能是五个空间维度，或者干脆没有时间？
这个问题，物理学家也想知道答案。而且，他们中的一些人开始怀疑，我们熟悉的四维时空，可能根本不是宇宙最底层的“建筑材料”，而只是更深层现实的一个“投影”或者“表层”。
提出这个大胆想法的，是加州大学洛杉矶分校（UCLA）的物理学家和神经科学家马扬克·梅塔（Mayank Mehta）。他的数学计算指向一个令人不安的结论：我们所在的时空，可能只是嵌入在一个更高维空间里的“一层”。
爱因斯坦的舞台，可能不是实心的
先说说我们现在对时空的理解。在爱因斯坦的广义相对论里，时空是舞台，物质是演员。行星、恒星、星系，甚至你和我，都在一个四维的“竞技场”里运动。物质和能量会弯曲、扭曲这个舞台，这就是引力的来源。
这也是为什么詹姆斯·韦布空间望远镜拍到的那些壮观照片里，遥远的星系会变成奇怪的香蕉形状——因为前景的大质量星系和星系团弯曲了时空，改变了光传播的路径。
这个理论在过去一百多年里取得了惊人的成功。但问题在于，当物理学家试图把它和描述微观世界的量子力学放在一起时，两个理论就变得“水火不容”。爱因斯坦的时空是光滑连续的，而量子力学里的世界是概率性的、跳跃的。一个世纪过去了，物理学家还在头疼：引力和量子力学怎么才能都对？它们到底怎么拼在一起？
但也许，这种不兼容本身就在暗示一件更激进的事：时空可能根本不是现实最基本的层次。
“时空注定要完蛋”
梅塔不是唯一这么想的人。在物理学界，已经有不少研究者开始想象，时空是从更深的量子结构中“涌现”出来的。
理论物理学家马克·范·拉姆斯东克（Mark Van Raamsdonk）就探索过一种可能性：时空本身可能是由量子纠缠“缝”起来的。在他的数学描述里，如果你减少量子纠缠，时空的不同区域就会开始彼此分离。
认知科学家唐纳德·霍夫曼（Donald Hoffman）的思路更“数字化”。他提出，时空就像电脑的桌面——一个有用的操作界面，但底下隐藏着真实的东西。在他的理论里，那个底层现实是由“意识主体”的网络构成的。
而理论物理学家尼马·阿尔卡尼-哈米德（Nima Arkani-Hamed）则给出了一个可能最“不祥”的判决。他说：“时空注定要完蛋。”
这些想法听起来很科幻，但它们都指向同一个方向：我们熟悉的四维时空，可能只是一个更深层现实的“表象”。
数学算出来的“更高维”
梅塔的特别之处在于，他的结论不是哲学思辨，而是从数学计算里“跑”出来的。他告诉媒体，他的计算表明，我们宇宙的物理规律可能嵌入在一个更高维的空间里。这意味着，我们体验到的时空，只是那个更大、看不见的结构的一部分。
换句话说，我们可能像生活在一张巨大的纸上的二维生物，以为世界就是平的，却不知道这张纸本身是三维物体的一部分，而且这张纸可能还在弯曲、折叠。
这个想法如果成立，那它不仅能解释为什么广义相对论和量子力学合不到一起，还能回答一个更基本的问题：为什么我们的宇宙刚好是四维的？
但先别急着下结论
当然，这目前还只是一个科学假说，远没有到“实锤”的地步。梅塔的数学计算指向这个方向，但“指向”不等于“证明”。科学界对此还有大量争论，很多物理学家认为，在找到可验证的实验证据之前，这类想法只能停留在理论层面。
不过，这并不妨碍我们想一想：如果时空真的只是宇宙的“表层”，那“底层”是什么？我们能不能通过某种方式“看到”那个更高维的空间？这些问题，目前没人能给出确切答案。
但至少有一点是确定的：我们对宇宙的理解，可能还差着一个维度的距离。
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