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為何要研究多維空間
多維空間是什麼
如何研究多維空間
研究多維空間有什麼用

為何要研究多維空間。近代的科學發展歷程中，出現黑洞對空間穿越的隱指、宇宙大爆炸中的那個點為何物、埃隆.馬斯克：讓人類成為跨星球的演講及火箭的建設、弦論與M理論已經成為大學課程、平行宇宙的提出。這些事物發展到現代，無不需要新的解釋出現，若空間存在著多個與多樣性，是一個很好的思考方向。

黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸速度大於光速。“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。

1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解，這個解表明，如果將大量物質集中於空間一點，其周圍會產生奇異的現象，即在質點周圍存在一個界面——“視界”一旦進入這個界面，即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。

黑洞無法直接觀測，但可以藉由間接方式得知其存在與質量，並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”，可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及質量。

北京時間2019年4月10日21時，人類首張黑洞照片面世， [4-5] 該黑洞位於室女座一個巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質量約為太陽的65億倍。它的核心區域存在一個陰影，周圍環繞一個新月狀光環。愛因斯坦廣義相對論被證明在極端條件下仍然成立。

黑洞有若干個令人記憶深刻的內容，例如光無法脫離黑洞，黑洞能夠把周邊的物體通通吸入進去，黑洞來自恆星衰老後所形成的，具有強大的引力。相對於黑洞而言，蟲洞更具有神奇的特性。

時空洞（sofa）又稱愛因斯坦－羅森橋，也譯作蛀孔。是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。蟲洞是1916年由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆首次提出的概念，1930年由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設的，認為透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或者做時間旅行。

由阿爾伯特·愛因斯坦提出該理論。簡單地說，“蟲洞”就是連接宇宙遙遠區域間的時空細管。暗物質維持著蟲洞出口的開啟。蟲洞可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來，並提供時間旅行的可能性。蟲洞也可能是連接黑洞和白洞的時空隧道，所以也叫"灰道"。

理論上，蟲洞是連結兩個遙遠時空的空間隧道，就像是大海里面的漩渦，是無處不在但轉瞬即逝的。這些時空漩渦是由星體旋轉和引力作用共同造成的。就像漩渦能夠讓局部水面跟水底離得更近一樣，能夠讓兩個相對距離很遠的局部空間瞬間離得很近。不過有人假想一種奇異物質可以使蟲洞保持張開，也有人假設如果存在一種叫做幻影物質（Phantom matter）的奇異物質的話，因為其同時具有正能量和負質量，因此能創造排斥效應以防止蟲洞關閉。

迄今為止，科學家們還沒有觀察到蟲洞存在的證據。為了與其他種類的蟲洞進行區分，一般通俗所稱“蟲洞”應被稱為“

時空洞”。

蟲洞用來描述兩個空間之間的通道，蟲洞具體的模樣沒有提供，至今也沒人尋找到。但是作為兩個空間的連接通道，這一點令人感到好奇不已，尋找到真實的模樣成為研究空間的動力之一。

若蟲洞是真實存在的，它應該會什麼樣的，我們應該如何做，才能尋找到它呢！作為兩個空間橋樑的蟲洞研究，需要一個前提條件，就是我們要先承認有另外一個空間（俗稱其它的宇宙）存在性。

論證宇宙之外有空間的存在，不能憑空想象，需要某種線索。數學幾何中的點線面的重新思考與先人們對弦論、四維空間的研究，都為了研究多維空間提供基本的空間屬性。在這些基本上，空間的維度化概念正式提出，誕生《維度空間》。

多維空間是什麼。是指以維度為衡量尺度來劃分出的空間。例如零維空間、三維空間、四維空間等。宇宙是其中的一個三維空間。這樣做的目的在於研究宇宙之外可能存在的空間提供一個明確的判斷標準。

目前對宇宙的理解出現歧義、平行宇宙、多元宇宙等詞彙的提出讓人摸不清頭腦。為了研究方便，不得不如此約定，若發現不可取，再考慮重新定義。

空間的維度化概念對空間本身有了明確的第一步認知。《維度空間》表明宇宙的邊界是二維空間所構成，兩個空間最接近的是相差一個維度。例如二維空間的表面是一維空間，二維空間之上是三維空間。不會有過級的維度情況，例如三維空間表面不會是一維空間。

如何研究多維空間。通過數學幾何知識、數學中的座標系工具、周邊的物體來研究多維空間，是基本的方式。目前我們生活在三維空間之中，無法直接接觸到其它維度的空間。使用猜想的方式推導n維空間的可能具有的特性，也是一種常用研究方式，例如對周邊物體的形態觀察及目前已經知道的基本粒子：原子、質子、至今最小的夸克，通過天文望遠鏡所觀察的天體、恆星的形態，皆是三維的形態。結論是三維空間只能存在三維物體，根據結論猜想出：n維空間只能存在n維物體。這個猜想符合我們目前的認知，同時這個猜想認為我們所生活的三維空間內不會尋找到其它維度的物體。

還有通過公式的研究方式，例如一張白紙可以視為一個三維物體，白紙的兩個面視為二維空間，兩個面之間的線視為一維空間，白紙上的四個點視為零維空間。則三維物體=二維空間+一維空間+零維空間。若精確的表達出一個高維物體由多少低維空間所構成的，則需要這條公式增添係數。

研究多維空間有什麼用。為“空間”領域提供理論指導，為製作研究多維空間屬性的機械提供原理。我們在影視、小說及人們談論間的空間穿越早已司空見慣。但沒有相關科學方面的理論給出說明，時而今日將慢慢得到改變，《維度空間》、《弦論與M理論》的研究深入及相關人員參與研究，將在不久的將來給出理論支持，幫助我們重新明確的認識“空間”。