维度是谁发明的（纬度是谁发明的）

本篇百科问答的知识要给大家谈谈维度是谁发明的，以及纬度是谁发明的对应的知识点，希望对学习有所帮助。

文章目录：

• 1、3D这个词语怎样来的？又是谁发明的？
• 2、11维度空间是什么？谁提出的？
• 3、高维空间，现实与科学
• 4、人类连四维都没有想明白，为什么就说宇宙是十一维的？

3D这个词语怎样来的？又是谁发明的？

3D是英文旁派“Three Dimensions”的简称，中文是指三维运备贺、三个维度、三个坐标，即有长、宽、高。今天的3D，主要特指是基于电脑/互联网的数字化的3D/三维/立体技术，也就是三维数字化。包括3D软件技术滚镇和硬件技术。

11维度空间是什么？谁提出的？

十一维度空间，就颂迟是宇宙中最高级别的存在，这是上世纪八十年代，著名的“超弦理论”中的一部分，是许多肯定弦理论的学者共同提出的。我们都知道，现如今人类的科技水平，已经有了充足的长进；

我们在过去一百年里取得的成就简直无法估量，甚至超过了石器时代以来的总和。但是对于人类来说，宇宙中尚且还有很多未解之谜，是我们用科学理论也无法解释的，比如说，“下一步进化”，到底是否存在这个命题。

上世纪许多著名学者，他们为了统一“四大力”以及狭义，广义相对论等多种体系，发明了一个“超弦理论”，简而言之，就是从时间，再到空间，引力，都可以用它来解释。在爱因斯坦的设想中，宇宙最粗亩高构造是四维的；

但是根据超弦理论的设想，宇宙在四维之上，还有五维，六维，每一层都有不同的变化。最高，可以追溯到“十一维度”。但是，这一直都叫没有得到学术界的广泛认同。

但是，仍然有许多的前沿科学家，为了证实“超弦理论”和“十一维度空间”的存在，孜孜不倦的努力着。比如说，美国哥伦比亚大学天文系教授戈登，他在最新一岩樱森期的论文中指出，“高维空间”，是人类下一步进化的源头。

简而言之，我们都知道人类是一种三维生物，时空在我们的眼里是几何结构的；但是前往了更高维度的世界，那么，一切的一切，将有所不同。四维空间内的人类，将能随意穿梭过去，未来，就等于实现了下一步进化。

五维空间内，人类就能摆脱肉体的限制，无处不在，无所不在；十一维度空间的存在物，据说，更是能随意将宇宙压扁，让世界重新开始，甚至定义各种物理法则和规律。总而言之，和“造物主”，也没有太大的区别。

据说，神级文明，就存在于十一维度空间中。

高维空间，现实与科学

当有人提到“高维空间”时，我们往往会想到平行宇宙、时空穿梭。然而，维度的现实以及它们如何在我们的宇宙秩序中发挥作用与这个流行的描述是非常不同的。

维度源于我们对现实的感知，我们会立即意识到空间上的的三个维度——它们定义了我们宇宙中所有物体的长度、宽度和深度(分别是x轴、y轴和z轴)。

在这三个可见的维度之外，科学家认为可能还有更多的维度。事实上，超弦理论的理论框架假设宇宙存在于10个不同的维度中。这些不同的方面支配着宇宙，支配着自然的基本力，支配着宇宙中所有的基本粒子。

第一个维度，正如前面提到的，是给它长度的维度(又名。x轴)。对一维物体的一个很好的描述是一条直线，它只存在于长度上，没有其他可识别的性质。再加上第二个维度，即y轴(或高度)，对象就变成了一个二维的形状(比如正方形)。

第三个维度包括深度(z轴)，并赋予所有对象区域感和截面感。一个完美的例子就是立方体，它存在于三维空间中，有长度、宽度、深度，因此也有体积。在这三个维度之外，还有七个维度，它们对我们来说不是马上就能看到的，但仍然可以被理解为对我们所知道的宇宙和现实有着直接的影响。

科学家认为第四维是时间，它支配着所有已知物质在任何给定点上的属性。与其他三个维度一样，知道一个物体在时间上的位置对于绘制它在宇宙中的位置至关重要。其他维度是更深层可能性发挥作用的地方，而解释它们与其他维度的相互作用对物理学家来说尤其棘手。

更多的时候，高维这个概念出现在科幻电影中。那么在科学中，高维是如何一步步发展的呢？

19世纪后期，数学家们对几何基础越来越感兴趣。我们的宇宙有三维空间。但是如果有四维空间几何会是什么样子呢? 五维、十维、无穷维又是什么样子? 数学家们在任意空间维数的几何上做了大量的工作。

数学家们也在“非欧”几何上做了大量的工作，这些几何违反了欧几里得的一个或多个公设。在欧几里得几何中，平行线保持相同的距离。我们可以想象平行线最终相交的几何图形，以及平行线逐渐分离的几何图形。这样的空间通常被描述为“弯曲的”——一个例子是一个球体的二维表面，在这个表面上，最初在球体赤道处平行的线与球体的两极相交。

数学家们不知道他们的研究成果会对物理学家有用，但其中一些确实在现实世界中有应用。几百年来，物理学家一直在研究一个四维框架，因为要确定一个事件至少需要4个数字:3表示它的空间位置，1表示它发生的时间搜隐。1905年，爱因斯坦发现，物理学定律必须以一种被物理学家称为“洛伦兹不变量”或“明显协变”的四维形式来书写，这是正确的。原因是不同的观察者对于一个事件有多少“投射”到空间轴上，有多少“投射”到时间轴上，会有不同的看法。也就是说，不同的观察者在进程需要多长时间或者进程占用的物理空间大小方面可能存在分歧。

1915年，爱因斯坦发现了一种对引力现象更为普遍的描述，即物质的密度直接决定了四维时空的“曲率”。也就是说，他的引力理论纯粹是几何理论。物质的数量决定了周围空间中存在的几何类型。其他物世拿厅质沿着测地线运动。

后来，像卡鲁扎、克莱因和泡利这样的物理学家试图将爱因斯坦的思想推广到将电磁力包括在内。为了在纯粹的几何理论中包含电磁效应的源“电荷”，他们必须添加一个新的空间维度，因为几何理论中的每一个数字都是一个坐标上的投影。因此，他们得出了一个5维理论(4个空间维度和时间维度)。这些所谓的卡鲁扎-克莱因理论似乎没有什么结果，于是被抛弃了。

几个世纪以来，物理学家一直在研究任意空间，通常被称为“相空间”。如果你学习过统计物理，就会对相空间的概念再熟悉不过了，其中各种重要的物理量被解释为维度。例如，为了描述气体的“状态”，可以画一个三维图，这个三维图是压力、体积和温度。在相空间中描述一个粒子需要三个动量和三个坐标，如果一个系统包含 100 个粒子，那么需要描述100个粒子的系统，那么需要一个600维的空间来描述这个系统。600 维空间听起来不可思议，但这在统计力学中太稀松平常了，这敏销些都不需要和实际的空间尺度有任何关系。

在20世纪20年代末，研究量子物理学的物理学家发现，数学可以很自然地归入向量理论的框架，而向量理论的维度是无限的。德国数学家大卫·希尔伯特已经提出了这种空间的理论，我们称之为希尔伯特空间。在量子物理学中，测量的每一个可能的结果都是在抽象空间中沿着轴线的投影，与时空无关。不久之后，英国物理学家P. A. M.狄拉克指出，一般来说，量子物理中使用的空间需要无限的维度。在长达40年的时间里，数学家们对这种空间的数学知识一无所知，无法接受，直到一位名叫格尔芬德(Gel’fand)的俄罗斯数学家发现了他所谓的“操纵希尔伯特空间”的规则。这不会以任何方式阻碍物理学或物理学家，他们习惯于发明他们所需要的数学，而不是等待数学家确定这样的数学确实存在并命名。早在数学家们想到无限维度的概念之前，他们就已经在研究无限维空间了，就像牛顿发明微积分来研究物理学，而数学家们还没有听说过微积分一样。

多维空间在计算机结构中也被证明是有用的。例如，可以建立处理器网络，这些网络在几何上连接起来，就像多维空间中的曲面一样。

所有已知物理定律的结构都要求我们的宇宙只有三个扩展的空间维度。例如，近400年来一直被实验确定和证实的事实是，所有的长程相互作用，如引力和电磁力的辐射场，都会像距离的平方反比一样下降，这就要求空间是精确的三维空间。

从1984年开始，当物理学家对所谓的“弦理论”感到兴奋时，媒体对更高维空间产生了更多的困惑。“物理学家们从来没有能够找到一个与量子力学一致的万有引力理论，而且有一些特征表明它可能是唯一正确的!” 弦理论提供了量子系统的几何描述，很自然地将引力纳入其中。但除了引力，我们还知道另外三种基本相互作用。借用卡鲁扎和克莱因的思想，物理学家通过增加空间维度来整合其他三种力。一个典型的弦理论有9或10个空间维度和1个时间维度。额外的空间维度必须存在，才能在几何上整合引力以外的现象，但它们不可能“实际”存在，否则理论就不成立。解决方案是用数学方法把这些额外的维度卷曲成长度不超过10^-35米的“团”，这个过程被称为“压缩”。因此，额外的维度将是“紧凑的”，并且是可检测的。起初，人们希望这样的理论是独一无二的，这样我们就会有信心，认为这是一条正确的道路。在近25年之后，弦理论的“浮华”几乎完全消失了。在进行到一半时，物理学家开始意识到，已经提出的五六个不同的弦理论，似乎都是一个更谱适理论的不同极限情况，这个理论暂时被称为“M理论”。在M理论中，弦被广义化为表面和膜，普通时空坐标一般不再存在。时空框架仍然可以达到十一维。重要的是要认识到，弦理论的任何方面，甚至是最基本的假设都没有经过实验的检验。直到2007年初，对其三个基本假设的实验性检验才最终被提出。

到目前为止，物理学家们还没有具体的概念，关于所有量子过程和引力的统一理论可能是什么样子，但这些理论肯定是有可能保持多维的。重要的是要认识到，这些理论目前与实验毫无关系。对于通常的四维度之外的任何维度，都没有任何实验证据。

在很小的距离内，引力会偏离我们所熟悉的与距离成反比的规律。多小？事实上，在非常短但宏观的距离，比如10^-5米或更小的距离，引力并没有被仔细研究和探测。我们可以做一些相当简单但乏味的实验，并且正在做这些实验来解决其中的一些问题，我们只需要耐心地等待结果。理论情况几乎每月都在变化，理论界提出了M理论、基于弦理论的量子引力理论、独立于弦理论的量子引力理论、粒子和力的标准模型的各种多维扩展等等。

弦理论还提供了一种可能的量子引力理论，另一种不太为人所知的替代理论是圈量子引力理论。这种方法与最早的弦理论(20世纪80年代中期)在同一时间首次提出，时空是四维的，但在亚微观水平上有一个“粒状”、离散的结构。目前，圈量子引力仍然是弦理论的一个非常可行的替代方案，一些人已经提出，这两种不同的方法可能会变成一个单一的、更普遍的理论的不同近似。

在任何情况下，无论M理论或量子引力取得了什么新的进展，或者是在极限能量和距离上的实验揭示了新现象，用于宏观物体的描述都只有三个空间维度。理论试图描述世界，却无法改变世界。

从19世纪最后十年开始，报纸和杂志上充斥着关于“第四维度”的完全混乱的描述，更不用说“振动”和“能量”这两个19世纪后期物理学的热门话题了。当爱因斯坦出现时，“第四维度”成为一个更热门的话题。伪科学中的更高维度常常与当时不相关的场景进一步混淆，比如“平行世界”、在梦境和药物致幻的“世界”，更不用说天堂、地狱，甚至其外星球了。在过去的20年里，对弦理论盲目的新闻宣传引发了另一波涉及“多重宇宙”的科幻和幻想的狂热，这种狂热很大程度上归功于19世纪晚期的神智学，但基本上与物理学的进步无关。

伪科学家和小说家一直喜欢“高维空间”。几乎任何幻想都可以通过诉诸“神秘的第四维度”或著名的“第15个阿卡西维度”来演绎。但这些概念既不是从科学中借鉴的，也并非来自数学，而且在我们实际生活的世界中，都不曾有任何经过验证的描述和观察到的现象作为基础。

人类连四维都没有想明白，为什么就说宇宙是十一维的？

这个 十一维 跟一般人想没想明白没有关系，而是是某些科学家想的问题，主要来自 超弦理论。

四维——爱因斯坦基本上帮人类想清楚了

三维空间+一维时间，构成一个 四维的时空连续体 。在这个四维的时空连续体当中没有孤立的时间和空间，它们必需被整体作为一个新的概念“时空”来认识——这基本上建立了四维时空的基本观念，也阐述了四维时空的根本结构。

但是，

爱因斯坦的四维时空体系以及建立在这个体系上的 广义相对论 能够很好地解释宏观上的物理现象，诸如大尺度上的引力，高速度下的运动以及质量与能量的转换等等问题，但是它不能很好地解释在量子尺度上的各种现象，因为相对论无法量化（相对论基本上是一个关于连续体的理论体系），因此无法与量子力学兼容（量子力学是关于离散体系的理论体系）。

基本粒子标准模型的困惑

而 粒子物理学 关于各种粒子的最佳表现理论就是“标准模型”（这个主要就要归功于杨振宁和米尔斯带来的统一场思想），这个模型基本上预测了大部分在高能 对撞机 里面发现的基本粒子，但是科学家们发现这些粒子还不够解释所有现象，包括引力、暗物质等等。

此外，由于统一场论的兴起以及标准模型被实验完全证实，粒子物理学家们在发现电磁作用与弱力作用可以统一为一种力之后，越来越浮想联翩——因为这意味着，很有可能 强力（夸克之间的力） 以及 引力 作用也能够跟 电弱力 统一为同一种力，但目前的标准模型无法找到支持这种大统一理论的线索，似乎标准模型并不是解释这个世界一切物质构成的完备模型。

上图：这是一套非常有趣的标准模型各种基本粒子的图标集。通过三维图标的形式将基本粒子的量子数特征都一一表现出来了，诸如对称性、反粒子、自旋、玻色子与费米子的区别等等，很有创意。

“升维思路”开辟了超弦理论的天地

根据广义相对论，时空只有四个维度。但是这无法满足对一些物理领域进行数学分析的需求（如前面所述），如果能够添加更多的维度，那么很多物理理论在数学上进行计算和思考将会变得容易很多。这就像我们只看物体的影子并不能了解其全貌，我们还需要从多个角岁宴度来看待物体的三维立体形象一样。于是弦理论在提升理论模型的维度上迈开了腿：

但为了确保跟我们观测到的广义相对论时空观的相容性，科学家们提出了两种用来解释时空具有这么多高维度的方法：

上图：不同的“膜”之间的交互。左侧的“引力膜”与右侧的“我们的世界膜”之间的交互。膜是三维的。它们之间交互的强度决定了我们观测到的作用的强度。

总结

所谓“四维”时空是我们目前能够观测到的四个维度（有基本的物理事实），而所谓“十一维”则是基于弦理论的假设（只是假设，目前并没有证实）。数学模型基本上就是通过推理将现有的尽可能多的实验结果进行解释，越能够解释得通的那么这个理论估计就越接近真相。弦理论尤其是需要11个维度的M理论似乎具有这样的特性，有望成为指导未来物理学发展的方向。但最终还是需要得到实验证实才能行。

宇宙的宏观空间维度是三维的，更高的维度仅可能存在于微观量子世界中。

数学和理论物理这两个领域只属于少数天才，所以大众整不明白也并不奇怪。 能整明白，就可以以此为职业了。高维空间的数学研究很早就开始了，但在物理学使用这些概念前，研究这些概念的数学家大多被大众当成无害的怪人，整天想些虚幻不实的东西。

图示：数学是物理学的基础，而且通常数学家的想象力总是走在物理学需要的前侍雀指面，因此在数学和物理学界有个古老的玩笑，上帝一定是个数学家。

直到物理学发展到需要借用高维空间几何分析，来解决物理学上遇到的实际问题的时候，这些概念才开始慢慢进入大众视野，也开始吸引到大众对高维空间的兴趣。为什么物理学家需要用更多维度来解释宇宙呢？

因为，三维空间无法容纳解释宇宙奥秘的大统一方程！

物理学家相信整个宇宙的基础——注意是基础——都可以用一个“简单"的方程加以描述，这被称为物理学的万物理论，也老配被称为终极理论。在研究终极理论的过程中，物理学家们发现只有三个维度的空间无法解决这个问题，必须要扩张空间的维度才行，而让他们感到惊喜的是，早在物理学提出自己的需要之前，已经有数学家们在百年前就开始了 探索 高维空间中的几何问题的研究可以拿到物理学中用。

图示：如果存在宏观高维，万有引力也将在这个维度上施展它的影响，这将严重影响我们已知的世界

至于宇宙在微观尺度上到底多少维，这个问题并没有定论，当然这里的所有额外的空间维度，都蜷缩在极小的空间中，存在于量子世界中，宏观世界只有三维这一点毫无疑问，否则万有引力都要出问题。太阳系中的行星都将无法维持现有轨道。

我们这代人难以想象高维空间，但有了现代计算机的帮助下，我们的后代将不会再像我们这一代这样对高维几何茫然不知，或许以后的高考中，就会有高维几何数学考试题，到那一天就不会有人问这种问题了。

图示：用计算机做出的四维超立方体三维投影动画，可以帮助我们理解它，并想象第四个垂直方向。

"平凡"的高维：一分钟顿悟高维空间

在日常生活中，更高维度属于科幻小说范畴。但在数学世界里，高维并不是什么特别的东西。虽然我们很难直观想象它们，我们生活的世界，每个点只需要由三个坐标定义，因为无法想象另一个进入方向，因此我们难以想象四维物体。

但如果用代数而不是几何，制造高维物体就并不困难。

首先来看一个 单位圆 ，即半径为1，圆心位于原点（0,0)的圆，它的代数表示形式为：

x²+y²=1

上面这个方程定义了 圆环上每个点的位置，即不多也不少 ，当你把这个代数方程转变为几何图形时，你就会得到一个单位圆。

图示：标准单位圆 via wolframalpha

现在，让我们在维度上跨出第一步，从二维进入我们同样熟悉的三维空间，要如何改造我们的代数方程：

x²+y²=1

以便用它来表示一个 三维的单位圆球的球面 上每一个点所在的位置呢？三维单位圆球，就是球心在三维原点（0,0,0)，并且球的半径为1的球。

非常简单！

x²+y²+z²=1

增加一个变量z即可，不信，那让我们用计算机把这个方程式的几何图形画出来看一眼吧。

图示：看到了吗，这是一个三维圆球， 球面 上的每个点距离圆心的距离都是1 via wolframalpha

现在，让我们继续。

如果我们这样写方程式，

x²+y²+z²+s²=1

增加一个神秘变量s，这在几何学上意味着什么呢？

它意味着我们写出的是 一个四维空间的单位超球体 上的每一个 球体 距离超球体球心（0,0,0,0)的距离都是1。我们可以用文字进行叙述，但我们已经无法画出也无法想象这东西了。当然我们可以通过降维的方法画出它的三维投影。

图示：它拒绝画图了，因为这是一个四维超球体 via wolframalpha

图示：一个超球体的投影图

注意维度是这么增加的。

圆的环——在二维平面中存在的 一维闭合曲线

圆球的球面——存在于三维空间中的 二维闭合曲面

超球体的球体——存在于四维空间中的 超球面

我们还可以继续增加变量，依次得到五维、六维乃至N维空间中的超超超超

...

所以在几何上难以想象的高维物体，在代数上可能并没有那么难。

当然，我们只讨论了最简单的球体，而其它形状的几何体，是否存在相应的高维空间版本，这个问题必须具体问题具体分析。但

但上述例子也是希望大伙儿了解一下，用代数研究高维物体也有很简单的时候，并非全都难得超越普通人能掌握和理解的范畴。

我们是怎么知道，自己生活在三维空间的？

最早认识到空间是有维度的观念，至少可以追溯到亚里士多德，他在其著作《天空》中表达过这样的观念： 线在某种程度上非常重要，因为它定义了平面，也定义了实体，从长度到面积，从面积到体积。

天文学家托勒密则将这一基本观念进行了量化，他可能是第一个明确提出 三维空间 的人，托勒密为此专门写了一本讨论空间维度的书《维度》，在这本书中托勒密完成了一个重要证明，那就是证明我们所生活的空间维度不多不少恰好是三维。自此三维空间在西方知识阶层中慢慢成为必须知道的常识。

图示：托勒密构造的和谐宇宙天球系统，在这个系统中，地球是宇宙的中心，所有其它天体都围绕地球运动，而空间到底有几个维度，就是个很重要的问题，搞不清这件事，是无法规划整个天球体系的。

公元二世纪中期，托勒密在其发表的《维度》一书中这样写道：

距离是天体之间非常重要的一个属性，要试图理解宇宙的奥秘，我们首先必须对距离进行定义。

但我们要如何定义距离呢，当我们对距离进行测量时，怎样的测量才是合理的测量呢？

托勒密明确提出一个重要原则： 垂直关系， 他说， 我认为定义距离必须沿垂直线进行

如果是这样，那我们可以发现空间中的任何一个点，都可以被三条彼此垂直的线锁定，这三条彼此垂直的线，两条用来定义平面，第三条则测量纵深，除此之外再 找不出第四条垂直线 。这就是为什么说我们生活在三维空间中的根本原因 。

图示：三维空间本质，从原点到空间中的任意一个点

如果两点间不存在一条直接简单连接的直线时，我们只需要三个彼此垂直的线段，就 总是能精确到达 三维空间中的任意一个点，不需要第四个垂直线段，也不存在第四个垂直线段，这就是三维空间的本意了。

超越三维？

数百年前的数学家大多认为任何超越三维的物体都是怪物，是纯粹的空想，毫无意义。

最先明确提到超越三维空间实体的数学家是Stifel（施蒂费尔，1486-1567），他说：

超立方体仿佛像有三个以上的维度

而数学家John Wallis（约翰·沃利斯）更加旗帜鲜明，他说：

任何高于三维的空间对象是怪物，甚至比奇美拉（Chimaera）或半人马（Centaure）都要怪异。长宽和高度，已经占据了整个空间。凡人无法想象在这三者之外，如何还能存在第四个空间维度。

但数学家 奥扎拉姆（Ozanam，1640-1717） 则玩了个小花招，他首先表示尊重传统，即任何高于三个维度的实体都不是真实的，但他同时也小心翼翼地指出， 数学有能力处理超越三维的事物， 他相信数学能找到一套自洽的处理高维实体的数学方法，甚至多到如字母表那样多的维度（字母表有26个字母）。

从考虑高维空间实体的角度，发明莫比乌斯环/带的数学家莫比乌斯，提供了第一个将三维实体转变成四维实体的例子，莫比乌斯环将由此变成著名的克莱因瓶。

图示：嵌入三维空间中的二维莫比乌斯带，可以帮助我们理解高维空间。

通过将二维平面在三维空间中扭转后黏贴在一起可以实现让平面的两个面自然过渡的效果，即在从一个面爬往另一个面的时候，没有明显的翻越障碍的地方，不知不觉就到了另一个面，而且这个循环无休无止。想象一下，如果我们的宇宙也是一个嵌入到四维空间中的三维的实体，那么宇宙就可以即是有限的，同时又是没有边界的，你永远飞不到宇宙的边界，你只会回到原点。

将莫比乌斯带在四维空间中黏贴到一起，可以得到另一个知名四维空间物体——克莱因瓶。

图示：装不满的克莱因瓶

克莱因瓶被称为瓶，只是因为它在三维空间中的投影像一个瓶子。与莫比乌斯带相似，只是将维度提一等，莫比乌斯带对于二维生物来说是个让人迷惑的东西，那么克莱因瓶对于我们这样的三维生物来说也同样迷惑。因为这个瓶子没有内外之别，如果我们真的拥有一个真实的克莱因瓶，就会发现一件怪事，那就是这个看起来没有缝隙（在三维空间中没有）的瓶子，是永远也装不满的！因为任何装入瓶中的物体，仿佛突然间拥有了 穿墙术 ，它们会通过神秘的第四维漏出来！

换句话说，要是有一个真实的克莱因瓶，人类就可以真正的研究第四维了！但这东西只能在四维空间中制造得出来，在三维空间中是无法制造的。就像上面那个莫比乌斯带，只能通过三维空间制造，无法在二维平面中造出来，虽然你可以把它投影到二维平面上，那就是一个扭转的8字。

虽然在合成几何学上要在想象中制造高维实体都很麻烦。

但对于分析几何来说，只要不把高维几何体变成需要人类去想象的实体，仅仅是在数学上处理它们，则并没有想象中那么困难。

1833年，数学家格林尝试 探索 高维空间几何的分析方法。

1847年，数学家柯西在《几何与分析》中宣布找到处理高维几何的数学方法

1854年，数学家黎曼提出 “关于几何基础的假设”，讨论了N维空间中的流形，黎曼正式引入了无界但有限空间的概念，这一突破与四维几何形状密切相关。而黎曼几何是爱因斯坦广义相对论的数学基础。

到19世纪末期，四维或更高维几何图形的专著和论文数量开始急剧增加。到1911年，Sommerville列出了1832篇研究高维空间的重要参考文献，它们用意大利语，德语，法语，英语和荷兰语写成。高维空间研究在数学界已经是一个重要研究分支。

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我们先来搞清楚这个11维的概念，它指的是，10维空间再加上时间这个单独的维度。顺便再科普一下，我们平常所听到“时空”和“空间”是两个不同的概念，比如说“4维时空”指的是3维空间再加上时间。那么为什么要说宇宙有11个维度呢？今天我们就来讲一下。

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。

然而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，也就是因此而来的。宇宙有11个维度这种说法，就是因此而来的。

综上所述，这些都是科学家们为了理论能够自冶而假设出来的，只有这样才行得通。而事实到底是不是这样，还需要时间来验证。

通过上述对维度是谁发明的和纬度是谁发明的的解读，相信您一定有了深入的理解，如果未能解决您的疑问，可在评论区留言哟。