n代表什麼方向，指南針n和s是什麼方向

解夢佬 2023年12月10日 07:23

n代表什麼方向

好奇心是人類的天性，對于困惑，總是孜孜不倦地去尋求解釋，尋找一般的規律。

從古至今，乃至未來，人類尋求真理的腳步不會停歇，一直在路上，后總是在前人的肩上。

泰勒斯（Thales）說，水是世界萬物的本原。

畢達哥拉斯（Pythagoras）說，萬物皆數。

芝諾（Zeno）說，時空是靜止的。

德謨克利特（Democritus）說，萬物皆原子。

阿基米德（Archimedes）說，給我一個支點，我就能撬起整個地球。

托勒密（Ptolemy）說，地球是宇宙的中心。

（Kopernik）說，太陽才是宇宙的中心。

培根（Bacon）說，科學推理很重要，實驗更重要。

利略（Galilei）說，實驗很重要，數學計算也很重要。

開普勒（Kepler）說，行星的運行軌道是橢圓，不是圓。

牛頓（Newton）說，萬物之間皆有引力。時空是運動的，也是絕對的。

克勞修斯（Clausius）說，世界是熵增的，世間萬物正變得越來越無序。

法拉第（Faraday）說，電能生磁，磁也能生電。

韋（Maxwell）說，光也是一種電磁波。

（Einstein）說，時空是一體的，是相對的，也是彎曲的。質能是一體的，質量是能量，能量也是質量。思想實驗也很重要。

哈勃（Hubble）說，時空是膨脹的。

普朗克（Planck）說，能量是一份份的，時空是不連續。

海森堡（Heisenberg）說，時空是不確定的。

兩千年來，科學家已經發現我們宇宙的所有現象，都可以簡化成四個作用力：

1、電磁力（electromagnetic force)：包括電力、磁力和光本身，合稱為電磁力。電荷（磁級）正負相同為排斥力，相反為吸引力。由光子傳遞，與電量成正比，距離成反比。屬長程力，在四種力中僅弱于強核。

2、強核力 (strong nuclear force)：是夸克之間的吸引力，由膠子傳遞（束縛質子和中子于原子核中的是其附加效果由π介子傳遞）。在有效距離內，距離越大，力越大。屬短程力，在四種力中最強，也是恒星燃燒能量的自然力，的正是運用強核力的原理。

3、弱核力 (weak nuclear force)：弱核力左右了部分放射性物質的衰變形態，是造成β衰變一類的衰變的力。由希格斯粒子(W+、W-、Z0)傳遞，較弱，屬短程力，作用在夸克級的粒子上。

4、重力 (grtational force，或稱引力）：由引力子傳遞，與質量成正比，距離成反比。屬長程力，在四種力中最弱。

量子力學經過五十年的發展，成功地整合了四種自然作用力的三種：強作用力＋弱作用力＋電磁力。

的廣義廣義相對論認為，引力是一種時空彎曲效應。

四種力是否有統一的理論可以表述？

另一方面，世界萬物的基本組成究竟是什麼？基本粒子的尋找竟然沒有窮盡？現已發現的基本粒子竟然有61種之多。

1897年英國物理學家湯姆生在研究陰極射線時發現了電子到1932年發現中子，人們認識到質子、中子、電子和光子可以稱為基本粒子。當時一度認為一切都已搞清楚：質子和中子構成一切原子核；原子核和電子則構造了自然界的一切原子和分子，而光子僅僅是構成光與電磁波的最小單元。然而好景不長，對物質結構的這樣一種“”的解釋并沒能持續多久，人們很快發覺當時所發現的基本粒子不能地解釋核力。

隨著科技的發展，也發現了更多的基本粒子，迄今為止，竟有61種之多。

基本粒子體積、質量范圍很大。

質子、中子的大小，只有原子的十萬分之一。而輕子和夸克的尺寸更小，還不到質子、中子的萬分之一。

粒子質量范圍很大。光子、膠子是無質量的，電子質量很小，π介子質量為電子質量的280倍；質子、中子都很重，接近電子質量的2000倍。已知最重的粒子是頂夸克。己發現的六種夸克，從下夸克到頂夸克，質量從輕到重。中微子的質量非常小，已測得的電子中微子的質量為電子質量的七萬分之一。

標準模型(量子場論)涵蓋了61種0維的基本粒子+三種作用力（強力、電磁力、弱力，不包括引力）；

大道至簡，世界萬物需要有至簡的構成與解釋。

需要尋找一種最基本的理論，能夠統一4種基本力和基本粒子。

我們知道我們的宇宙正膨脹，由此可以反推出，宇宙始于一個既大又小（質量大，體積小）的奇點。廣義相對論（適應于大而重的大尺度空間）與量子力學（適應于小而輕的小尺度空間）有各自的適用范圍。對于奇點，都不是廣義相對論與量子力學的適用領域。由此，要麼是這兩種理論擴充自己的適用范圍，要麼，需要一種新的理論。

廣義相對論核心的光滑和輕微彎曲的幾何圖像，在大尺度上證實了。但在推向小尺度時，卻被量子漲落（不確定性）了。（廣義相對論從純經典的立場看，平直穩定的空間圖景會一直到任意的距離尺度。）把廣義相對論和量子力學融合起來的所有計算，都導致一個無限大的結果。

廣義相對論的時空與微觀下時空的量子漲落相矛盾，這意味著二者不可能都正確，它們不能完整地描述世界。

量子力學認為沒有任何東西是靜止不動的，任何東西都有起伏漲落(測不準原理)。廣義相對論認為時空是彎曲的，彎曲時空是萬有引力的起源。將這兩個理論結合就可以導出時空本身也是每時每刻都在經歷著量子的起伏漲落。在大多數情況下，這些漲落是很小很小的，但在一些極端情況下，比如說在極短距離下、在的視界附近，在大的初始時刻等等，這些量子漲落將變得非常重要。在這些情況下，我們現有的理論(量子力學和廣義相對論)是不適用的，只能得到一些結果為無窮大荒謬結論。很顯然，我們需要一個更完備的理論。

在極大和極小的空間中，“眼見為實”的實驗難以實現了，取而代之的是思想實驗，開腦洞，數學計算。

自然界中，光速最快。光是什麼？物體的運動速度越快，它就會變得越重；而物體變得越重，要想加速也就越難，因此你永遠不可能達到光速。光子實際上是沒有質量的。如果它有質量，也就不可能以光速運行了。光的能量借助波的形式傳播，這意味著從光子誕生的那一刻起，它根本不需要加速，就已經達到了更高速度。

n代表什麼方向，指南針n和s是什麼方向

畫家作畫，可以由點構造一幅圖像，也可以由細線構造。

弦理論認為自然的組成不是0維的點粒子(61種基本基本粒子)，而是1維的被稱為弦的小細絲（具有了空間延展性）。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子。四種作用力以不同弦的結合和分離而形成（統一了基本粒子和力的描述）。

弦理論的雛形是在1968年由Gabriele Veneziano發現。他原本是要找能描述原子核內的強作用力的數學公式，然后在一本老舊的數學書里找到了有200年之久的歐拉函數（Euler’s Function），這公式能夠成功的描述他所要求解的強作用力。

然而進一步將這公式理解為一小段類似橡皮筋那樣可扭曲抖動的有彈性的“線段”卻是在不久后由Leonard Susskind(李奧納特·蘇士侃)所發現，這在日后則發展出“弦理論”。

雖然弦理論最開始是要解出強相互作用力的作用，但是后來的研究則發現了所有的最基本粒子，正反夸克，正反電子，正微子等等，以及四種基本作用力“粒子”（強、弱作用力粒子，電磁力粒子，以及重力粒子），都是由一小段的不停抖動的能量弦線所構成，而各種粒子彼此之間的差異只是這弦線抖動的方式和形狀的不同而已。

1926年，德國數學物理學家西奧多·卡魯扎認為引力在我們熟悉的3個空間維中波動，而電磁力則在一個新的卷縮的空間維里蕩漾。

卡魯扎在四維時空上再添加一個空間維，也就是添加一個第五維，把的相對論方程加以改寫，改寫后的方程可以把當時已知的兩種基本力即“電磁力”和“引力”很自然地統一在同一個方程中

后來的物理學家認為更多的力意味著需要更多的空間維。在的宇宙空間中，弦能在更多的獨立方向振動。

在發展引力以外的那三種作用力（強力、電磁力、弱力）的量子理論過程中，物理學家遇到過一些無限大結果的計算（因為0維的基本粒子概念），不過，他們后來發現這些無限大的東西可以通過一種叫重正化的技術（全體自然數的和等于-1/12）來消除。在結合引力與量子力學的工作中出現的無限大要嚴重得多，重正化技術也無可奈何。

歐拉在研究全體自然數的過程中，竟然推導出全體自然數之和等于-1/12。

簡單偽推導：

令S＝1-1+1-1+1-1……，

所以1-S＝1-（1-1+1-1+1……），

右式打開括號后等于：1-1+1-1+1-1……，

得出1-S＝S，移項，S等于1/2。

令m＝1-2+3-4+5-6……，

S-m＝0+1-2+3-4+5……，

得出S-m等于m，上面知道S等于1/2，所以m＝1/4。

令n＝1+2+3+4+5……，即所有自然數的總和。

n-m = 0+4+0+8+0+12+0……，

得n-m＝4（1+2+3+4+5……），

即n-m = 4n,

把m等于1/4帶入，n＝-1/12，即所有自然數相加。

我們知道，虛數雖然叫虛數，但卻也是一個很重要的數學工具。

弦理論認為我們生活在一個幾維時空？

在人類認識自然的過程中，數學一直是一個很重要的工具。從幾何到代數，從對數到微積分。世界不僅要能描述，而且必須可以度量。

光子的質量=0=弦的整體更低能量+弦的振動能量

=弦的節點數量*可以振動的維度數量+2

=(1+2+3+4+…)*(n-1)+2

將全體自然數的和等于-1/12代入，得到n=25。

（n表示維度）

超弦理論認為弦除了在普通空間的3個維度上振動以外，也在超空間中格拉斯曼數坐標方向上振動：

上式中的(n-1)變成了(n-1)*3。

得出n=9。

9維加上時間維，我們生活的空間維度應該是10維。

弦理論認為一維的弦的振動構造全部基本粒子和作用力；

M理論認為二維的膜構造自然萬物。

弦論認為，當空間維卷縮成圓圈時（膨脹的宇宙→宇宙始于一個奇點），弦可以纏繞著它，纏繞的弦只能在三個維度上。

宇宙大認為，十維宇宙成一個四維宇宙和一個六維宇宙。六維宇宙崩潰，卷曲成普朗克尺度1.6*10^(-35)米。

劉慈欣在《三體》中說：一個又一個維度被從宏觀禁錮到微觀，光速也一級一級地慢下來……

宇宙學告訴我們，我們肉眼看到的三個空間維數正在膨脹，由此可以推測它們曾經是很小和高度彎曲的。一個自然的可能性是；也許存在與我們觀測到的三個空間維數垂直的其它空間維數，這些額外空間維數曾經是但現在仍然是很小和高度彎曲的。如果這些維數的尺度是夠小，以我們現有的觀測手段仍不是以直接推測到，但是這些維數仍將以許多間接的效應表現出來。

特別地，這是一個強有力的統一觀念：在低維中觀測到的不同粒子也可能是同一種粒子，在額外維數空間中，它們都是同一粒子不同方向的運動的表現。實際上，額外維數還是弦理論不可分割的一部分：弦理論的數學方程要求空間是9維的，再加上時間維度總共是10維時空。更進一步的研究表明，由M理論給出的更完全的認識揭示了弦理論的第10維空間方向，因此理論的更大維數是11維。

宏觀的世界太大，人類和地球都如同一粒微塵。微觀的世界太小，每一粒微塵都可以構建一個巨大的微觀世界。宏觀和微觀都不是我們的感官所能及。憑著人類想像的翅膀，對宏觀和微觀的理性的推理需要借助思想實驗。相對于億萬年的宇宙歷史，人類生命如白駒過隙。日月更替，滄海桑田，人類似乎生活在一個既真實，又虛幻的虛擬世界里。

n代表什麼方向，指南針n和s是什麼方向