理論物理學家認為世界可能存在多達11個維度。
物理學家認為（至少在理論上），除了我們正常的三個維度外，世界可能還存在更高的維度。第一條線索出現(xiàn)在1905年愛因斯坦探索狹義相對論的時候。當然，我們一般所說的三個維度是指長度，寬度和高度。而當我們談?wù)摰谒木S的時候，這通常是指時空。但在本文中，物理學家所指的第四維是超乎正常三維空間的空間維度。物理學家所指的并不是一個平行宇宙，與大眾科幻節(jié)目中所描述的第四維度并不相同。
即使我們宇宙或其他地方存在另一個維度，我們又是否應該前往這個一個包含它們的地方呢？對此，科學家也不能確定我們是否甚至可以體驗到它們。我們的大腦或許無能為力。我們可以在數(shù)學層面描述第四維，但我們可能永遠無法在物理范疇體驗第四維。
雖說如此，這并沒有阻止我們繼續(xù)尋找更高維度的證據(jù)。一個可以幫助我們更容易地理解思維的模型是：四維立方體或超立方體。這是一個位于立方體內(nèi)的立方體。雖然是一個有用的比喻，但它并不存在于現(xiàn)實世界之中。那么，科學家如何才能真正發(fā)現(xiàn)第四維呢？日前，兩個分別位于美國和歐洲的獨立研究小組已經(jīng)完成了雙重實驗。
這兩個實驗都屬于2D，但都暗示了4D世界的存在。科學家主要是利用了一種名為量子霍爾效應的現(xiàn)象。當電流垂直于外磁場通過導體時，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在導體的兩端產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應。
耶魯大學理論物理學家史蒂文·格文解釋量子霍爾效應
霍爾效應的結(jié)果是：電子卡在二維系統(tǒng)之內(nèi)。他們只能朝兩個方向移動。量子霍爾效應發(fā)生在量子水平上，當材料處于非常低的溫度時，或者是受到非常強的磁場的影響時，量子霍爾效應就會產(chǎn)生。在這里，還有一件事情發(fā)生。電壓不是正常增加，而是逐級跳升。通過限制具有量子霍爾效應的電子，你同時可以測量它們。
按照數(shù)學計算，你會發(fā)現(xiàn)我們可以在4D系統(tǒng)內(nèi)檢測到量子霍爾效應。美國研究小組，賓夕法尼亞州立大學的Mikael Rechtsman教授是表示：“我們并沒有物理存在的4D空間系統(tǒng)，但我們可以使用這個更低維度系統(tǒng)來訪問4D量子霍爾的物理學，因為更高維度系統(tǒng)是以結(jié)構(gòu)的復雜性來進行編碼的�！�
作為3D對象的我們會留下2D投影，而4D對象應該留下3D投影。我們可以通過研究它的投影來了解關(guān)于3D對象的一切。同理，我們可以從3D投影中獲得關(guān)于4D對象的知識。在實驗中，美國和歐洲的兩支獨立團隊都做了類似的事情。他們通過激光來睹見第四維。
在歐洲的實驗中，科學家把銣元素冷卻到絕對零度。然后，他們將原子捕獲在激光晶格內(nèi)，形成了研究人員所描述的“一種像蛋殼一樣的光晶體”。接下來，他們用更多的激光來刺激原子，并且創(chuàng)造出所謂的量子“電荷泵”。雖然原子本身沒有電荷，但在這里他們模擬了電荷的傳輸。原子運動的微妙變化與量子霍爾效應在第四維中的效果保持一致。
用游戲來解釋第四維
在美國的實驗中，科學家使用玻璃來控制激光進入系統(tǒng)。這基本上是一個長方形的玻璃棱鏡，里面存在一系列的通道。研究人員將這些通道作為波導來操縱光線，使其像電場一樣起作用。在測量光是如何通過裝置時，研究人員發(fā)現(xiàn)了光的行為與四維量子霍爾效應的表現(xiàn)相吻合。
蘇黎世聯(lián)邦理工學院的科學家負責了歐洲團隊的實驗。研究成員Oded Zilberberg表示，在這些實驗之前，觀察第四維中的行為就像是科幻小說一樣。
Rechtsman說道：“現(xiàn)在這些實驗還遠沒有任何實際的應用。然而，第四維的物理學可能會影響我們的3D世界�！敝劣趹梅矫�，Rechtsman指出：“也許我們可以在更高維度上提出新的物理學，然后設(shè)計出可以在更低維度利用更高維度物理學的設(shè)備�！�
在這些實驗中，光子和電子不會相互作用。接下來，科學家們希望探索光子與電子相互作用時的結(jié)果。Rechtsman聲稱，我們可以通過研究第四維來更好地理解物質(zhì)的各個階段。如果我們理解了第四維，這是否可以宣告結(jié)束了呢？當然不是，小編曾報道理論物理學家認為世界可能存在多達11個維度。
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