我們都知道概率是一個0到1之間的數(shù)，0表示不可能發(fā)生，1表示絕對發(fā)生。那么概率為負數(shù)或者大于1這是什么？

針對這個問題，美國羅格斯大學的一個科學家洛夫萊斯提出了一個令人震驚的解決方案：就是把理論放到更高的維度里去。

通過計算，他們算出這個維度是25維。沒錯，就是25維，這比我們的3維世界高出太多了。那么，為什么弦理論下需要在25維下才能使計算結果有意義呢？

根據(jù)狹義相對論，任何有質量的物體的速度都無法超過光速，光子之所以能夠以光速飛行，是因為光子的靜質量為0。但是在量子力學里，時空中充滿了量子漲落，我們通過不確定性原理對物體最低能量的探索，我們發(fā)現(xiàn)物體最低的量子漲落能量并不為0。

我們都知道弦是非常小的，在這么小的地方肯定也是存在量子漲落的，所以弦的最低能量也不為0，弦的這個最低能量加上弦振動的能量就是弦的整體能量。但是，光子的這個最低能量必須為0。

根據(jù)弦理論，在不同的維度里，這個弦的最低能量值千變萬化，但是他們經過一系列的計算之后發(fā)現(xiàn)：光子的整體能量（最低能量+振動能量）與2+（D-1）×（1+2+3+4+5+……）成正比（其中D代表維度）。

早期弦理論（1960年代）假設基本粒子是一維弦，但在三維空間中推廣時發(fā)現(xiàn)：

概率問題：計算弦振動時的概率幅時，得到負數(shù)或超過1的結果（如 P>1 或 P<0），這與量子力學的概率公理矛盾。

洛倫茲群矛盾：三維空間中無法滿足弦理論的協(xié)變性（需更高維度容納洛倫茲群的完整表示）。

解決方案：將弦理論嵌入更高維度時空，通過緊致化（compactification）隱藏額外維度。最終發(fā)現(xiàn)：

26維時空：當弦理論被限制在26維閔可夫斯基時空時，數(shù)學矛盾消失，方程自洽。

緊致化后：額外22維被卷曲成極小尺度（如Calabi-Yau流形），宏觀世界僅觀測到4維時空（3+1）。

歐拉的不可思議公式

歐拉一生的數(shù)學成功不計其數(shù)，但是可能讓大家最為驚嘆的就是下面這個歐拉公式：e^iπ+1=0

這個奇妙的公式，把數(shù)學里最常見的幾個常數(shù)用這樣的關系表示出來，說這是數(shù)學里最美的公式，相信也沒多少人有異議。

但是，上面的歐拉公式雖然美，但不是我這里想說的，我這里要說的不可思議公式是這個：1+2+3+4+5+……=-1/12（正整數(shù)無窮項相加竟然得到負十二分之一這樣一個負數(shù)，網上有視頻證明，此處就摘錄其證明過程）。這里的-1/12并不是通過直接相加自然數(shù)得到的，而是ζ函數(shù)在 s=?1 處的解析延拓值。

在量子場論和弦理論中，類似的發(fā)散級數(shù)會頻繁出現(xiàn)（如真空能、路徑積分中的無限項）。物理學家通過正規(guī)化（Regularization）和重整化（Renormalization）技術，將這些發(fā)散項轉化為有限值。

我們直觀地認為，正整數(shù)無窮相加怎么著都會得到一個非常非常大的數(shù)，怎么會得到一個負數(shù)呢，而且還是一個負分數(shù)。可以說，歐拉的這個公式賦予了無窮大意義。

有了歐拉的不可思議公式，我們把它代入到光子的能量公式光子的整體能量（最低能量+振動能量）與2+（D-1）×（1+2+3+4+5+……）成正比（其中D代表維度）里去，就可以得到當D=25的時候，光子的能量等于0，所以弦理論下的25維就是這么來的。

接下來，弦理論開始了大規(guī)模的升級，然后弦理論升級為超弦理論。

超弦理論跟弦理論不一樣的地方在于：超弦理論的弦除了在普通空間的D維方向上振動以外，還在超空間的格拉斯曼數(shù)坐標的方向上振動。因此，光子的質量還要包含這兩個方向的效果，所以在超弦里這個能量變成了弦理論的三倍。

于是：光子的整體能量（最低能量+振動能量）與2+3×（D-1）×（1+2+3+4+5+……）成正比。代入進去可以得到：2-（D-1）/4=0，算出來D=9。這就是說，超弦理論里只有當宇宙的空間的維度為9的時候，超弦理論才有效。

超弦理論建立起來以后出現(xiàn)了一個難題：科學家們發(fā)現(xiàn)在9維空間里存在5種形式不一樣的超弦理論，這5種理論到底誰是對的誰是錯的？

弦理論家威騰發(fā)現(xiàn)，這5種理論其實是一種理論的化身！既然現(xiàn)在已經知道5個超弦理論其實是某個更加神秘理論的5個分身，那么接下來的任務當然把它找出來。直到現(xiàn)在還沒有找到，如此神秘，就起名為M【mysterious】理論。

雖然我們還未能揭開M理論神秘的面紗，但是我們知道那5個不同的超弦理論是在一個更高的維度里實現(xiàn)統(tǒng)一的，超弦理論的空間維度是9維，所以M理論的空間維度就是10維，再加上不論在哪里都存在的時間維，剛好就是11維！這就是11維度理論的來源。

根據(jù)M理論，如果我們的宇宙真的是11維的，那么為什么我們現(xiàn)在只能感覺到4維（3維空間+1維時間）呢？

這是因為其他幾個空間在很小的地方蜷縮起來了，用術語說叫緊化了。這個也很好理解，比如我們遠遠地看一根電線，我們覺得它是一維的一根線，但是當你慢慢走近這根電線的時候，就發(fā)現(xiàn)這原來是一個二維的曲面，或者說三維的圓柱體了。也可以這樣說，原本三維圓柱體狀的電線慢慢縮小，縮小到一定的范圍我們眼里就只有一條線了，其他幾個維度的空間也是一樣，這樣縮小了，所以我們看不到。

也就是說，任何一個大于三維空間的維度，一定是一個“曲面”，懂了嗎？和我們平時所理解的長寬高概念不一樣了。

時空彎曲的秘密被編碼在時空兩個點之間的距離里，物理學家通常叫它線元或者度規(guī)，這兩個概念對于理解時空很重要。不同的線元和度規(guī)決定了你需要不同的時空，這在牛頓時空發(fā)展到相對論時空很明顯。

所以只要第四個空間維度卷曲的足夠小，四維時空的生物就很難被發(fā)現(xiàn)。在這個受限制的維度上的引力規(guī)律以四維時空的觀點看來就像電磁力規(guī)律一樣。電磁力和引力一樣也能被解釋為時空的彎曲，不過不像引力是不受限制的四維時空彎曲，而是第四個空間維度的彎曲。以五維時空的觀點來看，只需要引力的規(guī)律就足夠了，而不像四維時空通常觀點，需要引力和電磁力兩套物理學規(guī)律。所以說高維空間適合拿來統(tǒng)一物理學基本規(guī)律！

能讀到這里你很有耐心，因為上面的內容尤其是涉足公式的內容，很容易讓你放棄。看到這里之后，你有什么感覺？想說什么？

我在這里做一下總結，本文的標題是《時空存在性不需要懷疑》，而且本文的定義是“哲學”理論，不傾向于“科普”，但物理的東西確實得作為哲學的支撐。

還記得我一直強調的嗎？對于不可想象的東西，我們要保持懷疑，所以高維度理論，高維度時空值得懷疑。并且目前沒有實驗數(shù)據(jù)支持高維度理論的存在！既不好想象，又沒有實驗支撐，那你憑什么讓我放棄現(xiàn)在的時空觀去相信更高的時空理論呢？就因為你看起來“漂亮”嗎？不行，科學是實證主義，不是虛無主義！這就是我的哲學時空觀，空間是三維的，加上一維度時間，是四維時空。

而且大家發(fā)現(xiàn)了沒有，我們已經把“時間”作為一個空間維度來論了，但我們都知道，時間和空間似乎是天馬行空，不相及的兩個東西。我的意思是，如果真的高維度理論存在，那么是否還有像“時間”這樣的維度！不局限“空間”這個東西了。當我們這樣想的時候，問題就一個接一個，沒完沒了。比如說：“時間是彎曲的嗎？”

所以我們還是站到實實在在的地面上來說話，才是正確的。哪怕真的存在高維度空間，在人類自身局限不能突破之前，你是“看不到”的，這種看不到和你看不到電場，磁場完全是不一樣的概念。

而且你清楚，如果真的存在高維度時空，你肯定就在高維度時空中。佛家講“無”，不講時空。 “無”是最高的時空維度！“無”在一切之中。也就是說，你認為的高維度時空理論，可能像個圓，最大的星球比如太陽，可能通過一個“圓管”從一顆最小的粒子中“出來”。就好像我們現(xiàn)在看一粒沙子，放大，再放大，再放大……似乎是無窮無盡的。而這粒子沙子就是“蜷縮的維度”。

對于人而言，時空還是4維的好，大家記住。既然是時空，再單獨說一下時間。我對于時間的定義：時間是物質在引力場中的位置以及運動速度的應變度量過程；它是物質存在的客觀形式。

就是時間是存在的，你一定要相信這一點。時間的本質是什么？我早說過本質是變化！很多人奇怪為什么鐘表可以表示時間？因為鐘表在變化，明顯地在變化。

什么不在變化之中，什么都在變化！所以本質來說，萬物都是“時鐘”，你可以通過太陽測量時間，你可以通過月亮測量時間，你可以通過銀河系測量時間，你可以通過螞蟻測量時間……沒有任何問題，是可以的。但人的聰明就在于“利己”，我們要找到一般性的東西，我們找到“簡潔”的東西來測量時間。這個就和金錢是一般等價物概念一致，也和我們簡化公式，得出“最簡潔”公式的過程是一致的。

知道我為什么反復強調人是一種局限嗎？人應該不斷試著突破局限，成為更加“逆熵”的存在。

就是因為我們周圍的世界，確實存在著千變萬化之中，我們確實有局限。就好比現(xiàn)在的物理學，標準模型已經建立，在這個系統(tǒng)中只有引力還沒有被歸納進來，一切就好像要完成了。可是事實上呢？

就好像當年“物理學上空的兩朵烏云”一樣，當今的物理學，可能不僅僅有“兩朵烏云”，太多了。如果讓你選擇出最重要的“兩朵烏云”你會選什么？

很明顯是CPT對稱問題被破壞，而至今沒有找到確切原因和解釋。物理學定律滿足宇稱對稱、電荷正負對稱、時間反演對稱這三種對稱。物理學定律在C、P和T的聯(lián)合作用下保持不變。CPT定理是物理學最基本的守恒定律。

具體來說如果粒子用反粒子替換，右手征用左手征替換，以及所有粒子的速度都反向，則物理定律不變，這被稱作CPT定理。

物理學定律在被稱為C、P和T的聯(lián)合作用（或對稱）之下是不變的。這里，C指的是用反粒子代替粒子；P的意思是取鏡像，也就是左右彼此互換；T指的是顛倒所有粒子的運動方向——這樣的結果是使運動倒退回去。在正常的情況下，支配物質的物理學定律不會因為CP聯(lián)合而自行改變。接下來，如果科學定律在CP聯(lián)合作用以及CPT聯(lián)合作用之下都不變，那么它們也必須在單獨的T作用下不變。

T指時間反演，意思是同一事件正向發(fā)生和逆向發(fā)生的概率。如果我們假設打碎一個杯子，對于該事件而言，它的逆向發(fā)生表現(xiàn)為碎片變?yōu)楸印６@是不可能發(fā)生的，因為該事件不能違反熱力學第二定律，孤立封閉系統(tǒng)的混亂程度總在不斷增加。然而，對于一個或數(shù)個粒子而言，它們沒有熵，因此它們發(fā)生某個運動的話，正向發(fā)生和逆向發(fā)生的概率相等，也就是微觀層次上的時間對稱。在微觀層次上，物理學幾乎是完全時間對稱的，也就是物理定律在時間流逝的方向倒轉之后仍然保持為真。

大家再回頭讀讀，我關于時間的定義，你會清楚地發(fā)現(xiàn)一個事實，就是時間是沒有方向的！時間有方向是錯覺，客觀的時間一定是沒有方向的。原因就是不能以群體“熵增”作為時間方向。牢牢記住，時間的本質是變化！是物質在引力場中的位置以及運動速度的應變度量過程！【具體關于時間定義的推理，大家可以在《變化》中閱讀，這里不再贅述】

CPT對稱被打破，物理學家都知道，但作為普通大眾，很多人并不知道。1956年，李政道和楊振寧提出弱相互作用實際上不符合P對稱，就是鏡像不對稱。就是弱力使得宇宙和宇宙的鏡像以不同的方式發(fā)展。

之后美國人詹姆斯·克羅寧和瓦爾·菲奇又發(fā)現(xiàn)K介子衰變過程違背宇稱和電荷聯(lián)合對稱法則，他們都因此而獲1980年諾貝爾物理學獎。

1999年3月，科學家稱直接觀測證明電荷宇稱定律有誤。美國費米實驗室宣布說，該實驗室以前所未有的精度，基本“確切無疑”地證明中性K介子在衰變過程中直接違背了電荷宇稱聯(lián)合對稱法則。這一結果被認為是物質和反物質研究領域的一項重要進展。這一下子CPT對稱都被打破了。

為什么上面“基本確定”加了雙引號，是因為發(fā)現(xiàn)了不對稱，但不算是直接觀測發(fā)現(xiàn)，屬于間接觀測發(fā)現(xiàn)，所以打了雙引號。但你自己去理解，由于CPT對稱中任何破壞CP對稱的反應也破壞T對稱。也就是說任何破壞CP對稱的反應的逆反應發(fā)生的可能性與原反應不同。

用我的大白話來說，時間，空間，物質是一體的，牽一發(fā)而動全身，物質和空間有不對稱的現(xiàn)象，那么時間對稱也就有了問題。

這時候你就可能驚呆了！時間對稱對應著能量守恒定理【可以去參考諾特定理了解守恒】，CPT對稱全都有問題了，那這個世界還有什么定理和定律是靠得住的？

你這樣思考沒有錯，但也有錯。沒有錯的原因是我們得正視這個發(fā)現(xiàn)，確實出現(xiàn)了問題，也就是說在某些情況下，能量守恒定律可能不守恒了。也有錯的原因是目前CPT對稱被打破，主要出現(xiàn)在弱相互作用中，尤其是量子層面。經典物理中沒有出現(xiàn)一點征兆現(xiàn)實對稱被打破了。但別忘了，弱電統(tǒng)一理論已經建立了，而且已經包含在標準模型中了。弱電統(tǒng)一理論顧名思義就是弱相互作用和電磁理論的統(tǒng)一。現(xiàn)在CPT對稱被打破出現(xiàn)在了弱相互作用中，而弱電理論統(tǒng)一了，就說明這個“打破”要延伸到了電磁學理論中來。而力學理論又可以用電磁學理論來解釋，你說這個事情可怕不！說得恐怖一點就是，你看著鏡子，看到的卻不是自己！這個問題出在哪里呢？很明顯我們會想，有人或者有東西在搗亂！

目前CPT破壞沒有出現(xiàn)在強相互作用中。即至今為止仍然沒有任何發(fā)現(xiàn)量子色動力學破壞CP的試驗。為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？我會把這一原因歸結為“夸克禁閉”，是因為強相互作用相對于另外三種基本作用比較“封閉”。

而CPT對稱的破壞，從哲學高度去理解，可以用“量子漲落”或者“微擾”理論去解釋。

所以回到正題來，相信時間是存在，但不要相信它是不變的；相信時間是存在的，但不要相信它是有方向的；相信時間是存在的，但不要相信它是不可捕捉的！

前兩個“相信”的答案，我已經講過了，就在CPT對稱里面。后面一個“相信”的答案，我現(xiàn)在來說。為什么很多科學家，都相信時間是不存在的，有人說愛因斯坦也不相信，說時間是人腦中虛幻的。我不知道此話是否出自他本人，我對此高度懷疑，認為不太可能。

但也有可能，因為時間的“存在”是一個稍縱即逝的東西，我在科普書中反復說時間強調當下和此刻。可是當我們說“此刻”的時候，此刻已經過去，造成的錯覺就是“此刻”不可追，“此刻”不可說，從而導致時間不可說，時間不可追。這就是我偶然看到佛家說：“過去心不可得，現(xiàn)在心不可得，未來心不可得。”的時候，為什么相當震驚的原因了。

我是寫完《變化》這本書之后，看到佛家這句話的，我突然想釋迦牟尼肯定沒有學過物理，他是怎么思考到時間的這個特性的。不過他最后還是認為“時間是無”，因為一切如“夢幻泡影，如露亦如電。”就是因為看到上面那句話，我還專門花了些時間去讀佛家的一些經典。

我還是堅持時間是有的，不是“無”的，雖然在追尋“時間”上，我們確實無法追上它，但你確實擁有“時間”。你很清楚這一點！而且別忘了，時間，空間，物質是一體的。你能看到一面墻，其實就是看到了時間！

至此，本章就要結尾了，我的時空觀念，不知道你明白了沒有。其實就是一句話：“時空存在性不需要懷疑。”四維時空是真實的，不是虛擬的。高維度時空有想象的空間，但目前我們想象不到，想象不來，所以值得高度懷疑！

后面這句話很重要，為什么說有“想象的空間”，是因為“意識”是神奇的，就是我們竟然可以意識到這一點【意識到高維度空間是存在的，是可以想象的】。但目前想象不到，問題在哪里呢？

也就是說，在我們還沒有把“意識”存在的形式研究得很透徹的情況下，不能有一刀切的思維去否定事物的想象空間！

生命在于運動，更在于探索。短短1萬4千多字，閱讀需要1小時多，而我斷斷續(xù)續(xù)寫了一個星期，但最終寫完的時候，有那么一點輕松，但到了明天我就會知道，這一切都過去了。該有新的思考，新的開始了。

此刻是凌晨4點50分鐘，我即興寫一首詩歌吧《睡在黎明中的人》：

黎明就要到來了

我剛要睡去

昨晚——是個不可說的黑夜

我去偷窺了每一個睡在黑夜里的人

我看到他們的夢

夢的內容千變萬化

我把這些夢變成一個符號

釘在了我寫作臺的對面

看了一天，又一天

夢是會飛的——

它會變成記錄黎明的時鐘

在朦朧寒冷冬夜里

發(fā)出宏厚而悠揚的鐘鳴聲

這聲音你只要聽過一次

這一生就不會再忘記了

摘自獨立學者，作家靈遁者哲學書籍《重構世界》

作者簡介：靈遁者，中國獨立學者。原名王銀，陜西綏德縣人。1988年出生，現(xiàn)居西安。哲學家，藝術家，作家。代表作品《觸摸世界》《行者乾坤》《探索生命》《變化》《相觀天下》《手診面診色診大全》《筆有千鈞》《非線性波動》《見微知著》《探索宇宙》《偉大的秘密》《自卑之旅》《云淡風清》《我的世界》《牙牙學語》等。其作品樸實大膽，富有新意。

個人座右銘：生命在于運動，更在于探索。

靈遁者熱讀書籍有：科普五部曲，國學三部曲，散文小說五部曲。

科普五部曲分別為：《變化》《見微知著》《探索生命》《重構世界》《觀自在大千世界》。

國學三部曲分別為：《相觀天下》《手診面診色診大觀園》《樸易天下》。

散文小說五部曲分別為：《偉大的秘密》《非線性波動》《從今往后》，

《云淡風輕》《我的世界》《春風與你》。