为什么宇宙的最高纬度是十一

费米子和玻色子之间对称性的理论：超对称理论被提出，科学家开始在超对称理论基础上升级卡鲁扎-克莱因的五维统一理论，直到把空间维数增加到十维，时空维数增加到十一维，几何化的引力理论终于包含了所有已知力。这种十一维的引力理论被称为超引力理论。

但是科学家很快发现超引力理论有两个致命的缺陷：会产生无穷大和失去手征性（弱相互作用下宇称不守恒与此相关）。所以这种复杂而优美的统一理论还是以失败告终。

而与超引力理论同时发展起来的还有另一套高维理论：超弦理论。与超引力理论不同，超弦理论在九维空间下就统一了所有已知基本力，并没有出现无穷大，并且由于空间维数为奇数，所以也并没有失去手征性。一个完美的统一理论出现了？但是科学家同时发现了不是一个，而是五个……这五套不同的超弦理论都能得到相同的结果，很显然这五套超弦理论都是正确的，至少在理论上都是自洽的，那么我们该信谁？这时一个和事佬出现了，他就是美国的天才物理学家爱德华·威腾，他在五套十维的超弦理论基础上再增加了一个空间维，又把五套不同的超弦理论统一了起来，成为一套十一维的超弦理论，其中十个空间维和一个时间维。

但是你一定已经发现了，空间维数又成了偶数，手征性又没了……不过威腾比较厉害，他想到了解决方案：空间还是九维，增加的那个额外的一维是连接两个九维空间的平行空间维，这样每个单独的空间维数既保持了奇数，又把时空维数提高到十一维。而且威腾发现，这个十一维的超弦理论自动包含了十一维超引力理论，这样一个完整解释宇宙所有已知相互作用（基本力）的统一理论诞生了！威腾把这套包含万有的理论称为M理论。

那么我们怎么去证明这套伟大的统一理论呢？我们怎么去验证高维空间呢？很遗憾，目前没有任何办法……由于理论上仅有引力能穿透到高维空间，其它诸如电磁力、强核力、弱核力均无法脱离三维空间，所以我们常规的测量手段均无法使用。而至于能否通过引力波进行测量？好像也不行，引力波的穿透能量太强了，基本无法反射信号，而且目前人类科技也没有制造可供测量的引力波信号的能力。

目前人类科技唯一能做的，也许就是通过大型强子对撞机寻找超对称理论预言的超对称粒子了，但超对称粒子具体需要在多高的能量状态下才能产生科学家一无所知，所以也就是说我们并不知道具体要建多大的强子对撞机才能验证超对称理论……而且也仅仅是验证超对称理论，离验证真正的弦理论还远着呢。

M理论是成功的，因为它通过增加空间维度非常自然地统一了所有已知基本力，但它又是失败的，因为它无法做出任何在现有技术下可供验证的理论预言，这对于一个科学理论是毁灭性的，因为它意味着该理论失去了可证伪性，一个失去可证伪性的理论还能算是科学理论吗？

只需要用一个理论就解释所有的物理现象，这是物理学追求的终极目标。而弦理论最迷人的地方，就是它很可能会成为这样一个理论，简单的说，弦理论就是讲的宇宙万物都是由非常小的“弦”构成，通过不同的振动以及运动，“弦”就可以产生各种基本粒子。通过这种理论，就可以将相对论、量子力学以及四大基本力等全部统一起来。

但是当弦理论提出来的时候却遇到了尴尬，在实际操作的时候，这个看去很完美的理论却错漏百出。这是怎么回事呢？为了解决这个问题，科学家们对其进行了改进，那就是增加维度。

举个不恰当的例子来说明，假设有两个长方体的铁块，它们长和宽都是相同的，区别是一个高10厘米，一个高50厘米。如果在二维世界中如果有人在观测这两个铁块，他就会发现一个问题，这两个由同种物质构成的二维物体，它们的长和宽都是相等的，但是偏偏这两个物体产生的引力却完全不同。

由于没有第三个维度的认识，这个人不管怎样计算都是错误的，但是在三维世界中这个问题就非常好解释，这就是增加维度的好处。

但是增加了一个维度可以让这种情况有所好转，但是远远不能达到完美的境界，这个好办，那就继续再增加一个维度。如果还不行呢？那就再加！就这样一直增加到26个维度弦理论才能够自冶！

好家伙一下子就有了26个维度，这也太离谱了吧？其实科学家们也是这么觉得的，在后来的日子里他们在弦理论中加入了超对称性，将26个维度降成了10个维度，这就是超弦理论。

现在问题来了，我们是生活在3维空间里的，再加上时间一共有4个维度，那么多出来的这6个维度在哪呢？下面举例说明。

现在有一根吸管，当你离得比较远的时候，你看到它是一条线，你靠近一点就可以看到它是一个圆柱体，再仔细看，你发现这个圆柱体还分了里面和外面，如果你将这根吸管放大很多倍来看，你还可以发现它看似光滑的表面其实是凹凸不平的。

根据这个思路，科学家们认为，这6个维度应该是存在于非常非常小的尺度下的，以至于我们根本接触不到。

建立超弦理论以后，又一个难题摆在科学家们的面前，那就是在这10个维度的前提下，居然可以推导出5种不一样的超弦理论。这5种超弦理论分开来看看各自都没有问题，但是凑在一起就不对劲了。

怎么办呢？纠结了很久之后，为了解决这个问题，科学家们又增加了一个维度……这就是M理论。这个新增的维度就厉害了，因为它将除时间以外的所有维度全部包含在内！

根据M理论的说法，我们所处的宇宙在这个新增加的维度空间中，就是一层“膜”，而在这个维度空间中，还有存在着其他的“膜”！宇宙有11个维度这种说法，也就是所以而来的。宇宙有11个维度这种说法，就是所以而来的。只需要用一个理论就解释所有的物理现象，这是物理学追求的终极目标。而弦理论最迷人的地方，就是它很可能会成为这样一个理论，简单的说，弦理论就是讲的宇宙万物都是由非常小的“弦”构成，通过不同的振动以及运动，“弦”就可以产生各种基本粒子。通过这种理论，就可以将相对论、量子力学以及四大基本力等全部统一起来。

但是当弦理论提出来的时候却遇到了尴尬，在实际操作的时候，这个看去很完美的理论却错漏百出。这是怎么回事呢？为了解决这个问题，科学家们对其进行了改进，那就是增加维度。

举个不恰当的例子来说明，假设有两个长方体的铁块，它们长和宽都是相同的，区别是一个高10厘米，一个高50厘米。如果在二维世界中如果有人在观测这两个铁块，他就会发现一个问题，这两个由同种物质构成的二维物体，它们的长和宽都是相等的，但是偏偏这两个物体产生的引力却完全不同。

由于没有第三个维度的认识，这个人不管怎样计算都是错误的，但是在三维世界中这个问题就非常好解释，这就是增加维度的好处。

但是增加了一个维度可以让这种情况有所好转，但是远远不能达到完美的境界，这个好办，那就继续再增加一个维度。如果还不行呢？那就再加！就这样一直增加到26个维度弦理论才能够自冶！

好家伙一下子就有了26个维度，这也太离谱了吧？其实科学家们也是这么觉得的，在后来的日子里他们在弦理论中加入了超对称性，将26个维度降成了10个维度，这就是超弦理论。

现在问题来了，我们是生活在3维空间里的，再加上时间一共有4个维度，那么多出来的这6个维度在哪呢？下面举例说明。

现在有一根吸管，当你离得比较远的时候，你看到它是一条线，你靠近一点就可以看到它是一个圆柱体，再仔细看，你发现这个圆柱体还分了里面和外面，如果你将这根吸管放大很多倍来看，你还可以发现它看似光滑的表面其实是凹凸不平的。

根据这个思路，科学家们认为，这6个维度应该是存在于非常非常小的尺度下的，以至于我们根本接触不到。

建立超弦理论以后，又一个难题摆在科学家们的面前，那就是在这10个维度的前提下，居然可以推导出5种不一样的超弦理论。这5种超弦理论分开来看看各自都没有问题，但是凑在一起就不对劲了。

怎么办呢？纠结了很久之后，为了解决这个问题，科学家们又增加了一个维度……这就是M理论。这个新增的维度就厉害了，因为它将除时间以外的所有维度全部包含在内！

根据M理论的说法，我们所处的宇宙在这个新增加的维度空间中，就是一层“膜”，而在这个维度空间中，还有存在着其他的“膜”！宇宙有11个维度这种说法，也就是所以而来的。宇宙有11个维度这种说法，就是所以而来的。