多元世界的解讀

話說，小紅和小明兩個人，他們手裡各自每人拿了兩把尺子，為了友善起見，我們就假設他們手上每人拿的兩把尺子，是互相垂直的。這樣，實際上他們手上的兩把尺子，就構成了一個二維的平面，而兩把互相垂直的尺子就好似這個平面上的一個直角坐标系，一個好似x軸，一個好似y軸。假設他們二人生活的地方還有一根小棍，他們兩人各自用手中的“直角尺”去測量小棍的長度，發現他們各自測出來的長度總是不一樣的，而且即便使用y^2+x^2也還是無法得到一個不變的量。那這說明什麼情況呢？

從我們上一章的介紹中，我們可以推知這情況應該是兩種解釋中的一種：1，小紅和小明二人分别進入了多元宇宙，世界從此發生了分裂，小木棍的長度不再是一個統一量。2，小木棍不僅僅可以在“直角尺”構築的二維平面上運動，他可以在更高次元的領域内運動，小紅和小明所使用的的尺子的數量不夠，他們需要使用更多的尺子，暨坐标軸或者說次元去測量這個小木棍的長度尺寸。

那麼究竟哪一種解釋更靠譜呢？當然是做個實驗驗證一下喽。我們知道，我們人類數千年前就意識到我們生活在一個三維空間中而不是二維平面世界裡。我們讓小紅和小明各自再加一把尺子，将平面直角尺變為三棱直角尺，将“直角尺”構築的二維平面改變為由三棱尺構築的三維空間。這樣小紅和小明相當于各自擁有了一個由xyz三軸形成的三維直角坐标系。然後再把勾股定理擴充至三維空間後，奇迹出現了，不會改變的量找到了。小紅和小明，無論他們以怎樣的角度，怎樣的方式去測量小木棍，隻要把xyz三把尺的測量結果，以y^2+x^2+z^2的方式進行計算，就永遠是一緻且不會改變的。由此問題的答案找到了，第二種解釋才是正确的，小木棍是一個在三維中運動的物體，是以小紅和小明需要用三維的坐标軸去測量他才能得到統一一緻的結果。(這裡要額外說明下，我們實際生活中的小木棍三維的，但即便他是個一維的東西，比如它僅僅是一個一維的線段，隻有長而沒有寬和搞，隻要他可以在三維的空間中運動，那麼我們也是需要用三維的坐标去測量，才能得到統一的測量結果。)

那麼這個問題和相對論又有什麼關系呢？我們吧目光看向狹義相對論也就是那篇名為《論動體的電動力學》論文發表的1905年。此時麥莫實驗已經是15年前的往事，洛倫茲正在為他的變換苦苦思索，為什麼同樣一根小木棍，小紅站着去量，和小明跑着量，長度就不一樣了呢？這個現象簡稱尺縮，是洛倫茲變換的一個重要結果。雖然這一現象極度令人費解，但洛倫茲從不懷疑自己變換公式的正确性，但他需要一個實體解釋，當是大部分實體學者都和他一樣相信這是一種運動時産生的錯覺或者測量誤差，小木棍的長度必然應該隻有一個統一的數值才對嘛！愛因斯坦卻說，“不，尺縮效應是真是發生的！跑着量小木棍就是比站着量小木棍短！”一句話，真是油鍋裡撒鹽炸開了花。什麼什麼？小木棍就是可以又短又長的？那這不就是開啟多元宇宙世界線了？而且進入平行世界的條件還就是這麼簡單地跑兩步兒？難怪那時候大家都變着法兒的一起狂怼愛因斯坦。不過現在的我們肯定不會再犯同樣的錯誤，因為到此我們應該已經發現，尺縮效應是不是與我們剛剛上一段回答的小紅與小明量小木棍的問題非常相似呢？同樣是小紅和小明兩個人，同樣是用尺子量不出小木棍統一的長度。隻是之前的問題是，小明和小紅他們用了兩把尺子量不出，而現在的小明和小紅則是用了三把尺子量不出。之前的小明和小紅把兩把尺子增加為三把，他們找到了不變量，由此發現了小木棍在三維中運動的真相，那麼在尺縮問題中的小明和小紅，是否也增加一把尺子，将我們原本的三維空間增加到四維就可以發現不變量呢？

率先想到這個問題的是愛因斯坦的實體老師，闵可夫斯基。這個人最擅長的就是用枯燥的數學手段來解決有趣的實體現象，是以愛因斯坦看他這位老師很不順眼。而同樣，闵可夫斯基也很不喜歡愛因斯坦這位成績不怎麼樣的學生，曾在課堂上半調侃半批評地說愛因斯坦他就不是塊學實體的料！但世界就是充滿各種反轉，當愛因斯坦的狹義相對論問世，受到龐加萊、洛倫茲等一票實體大拿們的非議時，闵可夫斯基卻表現出了濃厚的興趣，并率先站在了愛因斯坦一邊。他注意到在洛倫茲變換中，除了尺縮效應之外，還有另一個著名的時間膨脹效應，運動的人不斷看東西會變短，同時時間也會變慢。而把兩種效應結合到一起考慮之後，奇迹出現了，x2+y2+z2-ct2當我們把這四個坐标軸的測量結果(三個長度加上時間乘以光速)按照這個公式組合到一起後，無論小紅和小明他們怎麼測，無論是用的直角尺還是三角闆，無論用的是卡西歐還是勞力士，無論是小紅站着還是小明跑着，這個算式的結果都是永遠不變的，都是永遠一樣的。看我們得到了什麼？我們得到了和之前測量小木棍問題一樣的答案。我們在三把尺子的測量上增加了一把“尺子”，雖然這個尺子的長相有點怪，他是個表，但時間我們從未看過也未摸過，我們從未見過時間長什麼樣子，既然如此，我們又憑什麼不相信時間其實就和長度長得一樣呢？更何況，事實就在眼前，當我們吧時間作為一種“長度”融合到次元中之後，我們确實得到了“隻有次元足夠，才能得到客觀物體不變量”的事實！這就由不得我們不信了。

闵可夫斯基發現這一結論後，将時間與空間整合到一起，形成了一個新的四維“空間”而因為這個是時間與空間的結合，是以實體屆西幻稱之為時空以和其他更加奇形怪狀的高維空間加以區分。愛因斯坦在一開始對他這個老師創立的什麼時空圖嗤之以鼻，認為不過是他的這個古闆的老師再一次發揮了他的特長，純粹是在玩弄枯燥的數學文字遊戲而已。但出來混總是要還的，他的老師為他當年的偏見打了臉，現在輪到愛因斯坦還賬了，但當他開始思考廣義相對論中的非慣性系問題時，他不得不承認，他的老師确實發現了連他這個相對論創立者都很長一段時間沒有認識到的世界的本質，闵可夫斯基實實在在的發現了我們一直沒有注意到的第四個次元。傳說昆蟲的眼睛隻能看到平面的世界，隻有上下左後而無前後，我們嘲笑昆蟲而不自知，原來我們并不比昆蟲高明多少，我們其實一開始就在四維的世界中遨遊，卻在三維的桎梏中自鳴得意千年。