 一般來(lái)說(shuō)，我們談?wù)摰谒木S度時(shí)，認(rèn)為它是時(shí)空，很多科幻電影里將這些流行的維度誤認(rèn)為是平行宇宙，但物理學(xué)家指出的空間維度其實(shí)是，超出正常的三個(gè)維度的空間維度。  科學(xué)家們也不確定我們能否感受或體驗(yàn)到其它高維度，他們認(rèn)為，可能我們的大腦還沒(méi)有這個(gè)能力。  在數(shù)學(xué)上，科學(xué)家們可以描述第四維，但可能永遠(yuǎn)不會(huì)在物理領(lǐng)域上經(jīng)歷它，即便如此，這也不能阻止我們尋找更高維度的證據(jù)。一個(gè)幫助我們更容易理解它的是超立方體，即一個(gè)立方體內(nèi)的立方體，但這只是一個(gè)模擬比喻，并不存在于現(xiàn)實(shí)世界中。  那么，科學(xué)家如何才能真正探測(cè)到第四維度呢？ 有兩個(gè)獨(dú)立的科研小組，歐洲和美國(guó)小組，已經(jīng)完成了雙重實(shí)驗(yàn)。并發(fā)表在《自然》中。 這兩個(gè)都是2D的實(shí)驗(yàn)，利用量子霍爾效應(yīng)，暗示了一個(gè)四維的世界。  霍爾效應(yīng)是，當(dāng)你有一種電有利的材料，比如金屬片或電線，通過(guò)它的電流時(shí)，電子向一個(gè)方向移動(dòng)，它垂直于物質(zhì)的磁場(chǎng)，而不是向左右兩邊。被稱(chēng)為洛倫磁力?；魻栃?yīng)的結(jié)果就是電子被卡在二維系統(tǒng)中?？茖W(xué)家通過(guò)量子霍爾效應(yīng)限制電子，然后測(cè)量它們。  跟著數(shù)學(xué)，你就會(huì)意識(shí)到量子霍爾效應(yīng)也可以在四維系統(tǒng)中檢測(cè)到。美國(guó)科學(xué)家說(shuō)：物理上，我們沒(méi)有四維空間系統(tǒng)，但我們可以使用低緯度系統(tǒng)來(lái)訪問(wèn)四維量子的物理，因?yàn)楦呔S系統(tǒng)是以結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性來(lái)編碼的。  我們自己作為一個(gè)三維物體，可以投下一個(gè)二維的陰影。那么，一個(gè)四維的物體也應(yīng)該投下一個(gè)三維的陰影，我們可以通過(guò)三維物體的影子來(lái)了解他。因此，我們也可以從四維物體的三維陰影中獲得知識(shí)，這是合情合理的。實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)小組都做了類(lèi)似的事情。他們用激光捕捉到了第四維，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都發(fā)表在兩份報(bào)告中，這兩份報(bào)告也發(fā)表在“自然”雜志中。 在歐洲的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們提取了這種元素，并將其冷卻至絕對(duì)零度，再將原子困在激光的晶格中，形成一種叫做“卵狀光晶體”。接下來(lái)，引入更多的激光來(lái)激發(fā)原子，創(chuàng)造了一個(gè)量子“電荷泵”。雖然原子本身沒(méi)有電荷，但他們模擬了電荷的運(yùn)輸。原子運(yùn)動(dòng)的細(xì)微變化，與量子霍爾效應(yīng)在第四維度的表現(xiàn)是一致的。 在美國(guó)的實(shí)驗(yàn)中，他們用玻璃來(lái)控制激光進(jìn)入系統(tǒng)的流動(dòng)。在一個(gè)長(zhǎng)方形玻璃棱鏡里，有一系列的通道。研究人員利用這些通道，作為導(dǎo)波裝置來(lái)操縱光線，使其像電場(chǎng)一樣工作，當(dāng)光從相對(duì)的邊緣跳到角落時(shí)，研究人員同樣觀察到了量子霍爾效應(yīng)，就像它在四維系統(tǒng)時(shí)發(fā)生的一樣。 瑞典科學(xué)家認(rèn)為，通過(guò)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，也許我們可以提出更高維度的物理學(xué)，然后設(shè)計(jì)出，能夠利用更高維度的物理學(xué)的低維度的設(shè)備。 當(dāng)然，物理家們表示，探索四維世界不是他們的結(jié)局，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為宇宙多達(dá)11個(gè)維度。希望在將來(lái)他們能夠?qū)崿F(xiàn)更高維度的探索。 文章理論出自：英國(guó)頂尖物理學(xué)雜志《自然》中的兩組實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
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來(lái)自： 趙玲文化圖書(shū)館 > 《知識(shí)》
