七维空间

概述

根据90年代提出的M理论（超弦理论的一种），宇宙是十一维的，由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里，宇宙只是四维的（三维空间和一维时间），现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。

科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢？他们打了一个比方：一只蚂蚁在一张纸上行走，它只能向右或向左，向前或向后走。对它来说高与低均无意义，这就是说，第3维的空间是存在的，但没有被蚂蚁所认识。同样，我们的世界是由四维构成的（三个空间维，一个时间维），但我们没有觉察到所有其他的维。

物理解释

根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维，但这些维是看不见的，它们自身卷在了一起，被称为压缩的维。为了弄清这种看法，让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下，将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来，直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走，最后它又会回到出发点，这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的麦比乌斯带走，也会发生上述现象，当然，它是3维的，但如果沿着它走过，总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的，按照物理学它有3个维，但谁在上面行走，都只能认知人一个维。这就有点像左图上的人：上行或者下行，但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走，它就永远不会返回到原出发点。这就是二维（或者说被我们所感知的那种维）的例子，沿着它一直走，就不可能返回到原来的出发点。

几何学中

七维多胞形

在七维空间中的多胞形都称为七维多胞形。最常见的是正多胞形，而这些正多胞形在七维空间中只有三个：七维单纯形，七维超方形，七维正轴形。而更广义的类型是七维均匀多胞形，是由反射的基本对称群构造出的，每一个域由考斯特群定义。每一个均匀多胞形是由一个环形考斯特图定义的。七维半超方形是一个D7家族中的一个特殊多胞形，而3，2，以及1则是属于E7家族。

六维球面

六维球面，或是七维空间的超球体，是一个从六维曲面到中心点皆等距的超球体。它的符号为S，而关于六维球面的方程式，设半径为r，其超球心为

而这个六维球面在七维空间的体积是

也就是，而一个七维超立方体中最大的内接七维超球大约等同于该七维超立方体的0.0369倍。

应用

向量积

七维向量的向量积，是一个向量值，是七维空间中两个向量的正交乘积，其具有双线性、反交换的性质。与三维中更常见的向量积不同，因为它不是一个可以简单地被算出来的积。

异构球体

在1956年，约翰·米尔诺构造出了一个在七维空间中的异构球体并且显示在七维球面上存在至少七个可分辨的结构。在1963年他表明这种结构的确切数目是28种。

维数理论

以现今人类的智慧,维数是不可想象的。让我们从4维这个时间上为起点，这个时间概念仅适用于地球这个生命圈，其它星球肯定会存在不同形式的生命圈，那么整个宇宙会有无数个时间的概念，即无数个四维。如果大爆炸理论成立的话，这些无数的四维都存在一个质点内，你能想象在这个质点之外有多少个质点吗？如此，第5维空间为一个质点即宇宙。又宇宙内外质点无处不在，物理学已经证明了光，电，磁均是粒子波动，同理人的思维，意识均将被证明是质点序列的波动。那么这个第六维应该是遍满一切处的，所有事物都是以概念区分的，是由我们大脑的意识所认知的，这样我们就可以将这个六维命名为"识"。至于第七维，试想你能跳出概念这个圈子吗？如果一切概念都抛弃的话，（连抛弃都是概念）应该说呈现出来（不能说还剩下）什么呢？我们暂时命名“空”吧，注意这个空可不是平时概念上的空无，也不是没有超弦理论的十维空间之后，推出了十一维空间的超膜理论。

一维空间：一个数字参数(x)，一条有原点的直线数轴；

二维空间：两个数字参数(x,y)，一个垂直坐标系的平面；

三维空间：三个数字参数(x,y,z)，空间右手直角坐标系的立体空间；

四维空间：数学上四个数字参数(x,y,z,t)，在空间右手直角坐标系中加第四条轴线，与另外三条两两垂直的超立方体空间（参考超正方体，维度_数学漫步_3_四维空间）；物理上大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念；

高维空间以此类推，仍然是个概念，无对应物理概念。

维度，又称维数，是数学中独立参数的数目。在物理学和哲学的领域内，指独立的时空坐标的数目。

0维是一点，没有长度。1维是线，只有长度。2维是一个平面，是由长度和宽度(或曲线)形成面积。3维是2维加上高度形成“体积面”。虽然在一般人中习惯了整数维，但在分形中维度不一定是整数，而可能会是一个非整的有理数或者无理数。

我们周围的空间有3个维（上下，前后，左右）。我们可以往上下、东南西北移动，其他方向的移动只需用3个三维空间轴来表示。向下移就等于负方向地向上移，向西北移就只是向西和向北移的混合。

在物理学上时间是第四维，与三个空间维不同的是，它只有一个，且只能往一方向前进。

我们所居于的时空有四个维（3个空间轴和1个时间轴），根据爱因斯坦的概念称为四维时空，我们的宇宙是由时间和空间构成，而这条时间轴是一条虚数值的轴。

有些理论预言我们所居于的宇宙实际上有更多的维度（通常10，11或26个）。但是这些附加的维度所量度的是次原子大小的宇宙。

维度是理论模型，在非经典物理学中这点更为明显。所以不用计较宇宙的维数是多少，只要方便描述就行了。

在物理学中，质的维度通常以质的基本单位表示:例如，速率的维度就是长度除时间。

扩展

霍金提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。另一种说法，宇宙十一维是爱德华·维顿提出来的。

这些“维”同样是天文学家无法探测的。

该页面最新编辑时间为 2023年8月4日