是不是可以這樣說：低維生物可以在高維空間生存，而反之則不可能？

假如真的存在高維，例如第四維，我們這些“可憐”的三維生物到底能不能進入？ 答案，根據物理學，如果不是不可能，也是異常困難的。

這個問題《<三體>中的物理學》中有過解答，希望對題主有幫助。

假如真的存在高維，例如第四維，我們這些“可憐”的三維生物到底能不能進入？

答案，根據物理學，如果不是不可能，也是異常困難的。

為什么困難甚至不可能？我們首先回顧一下三體中提到在四維空間傳播無線電信號的問題。在四維空間中，無線電信號隨距離比三維空間中要衰減得厲害得多。

根據能量守恒，信號強度乘以距離的三次方是不變的，這里，距離的三次方就是四維中三維球面的“面積”（忽略一個常數）。所以，在四維空間中，信號強度與距離三次方成反比。而在三維空間中，信號強度是與距離平方成反比的。這是因為，三維中的二維球面的面積與距離平方成正比，那么信號強度乘以面積是一個不變量，這是能量守恒定律。實驗表明，在我們的世界中，信號強度確實與距離平方成反比。 也許你會說，在四維空間中能量也許是不守恒的。好吧，我們退一步接受你的說法，在四維空間能量不守恒。能量不守恒的結果是很可怕的，這是因為，在物理學中，能量是與時間有關的。如果能量不守恒，物理學定律會隨時間變化。也就是說，一個在四維中的人，下一個時刻的體積和體重會劇烈變化，等等。我們還是不要接受這種可怕的假定。

好，接受了能量守恒定律，你就得接受信號強度在四維空間中與距離立方成反比這個結論。比如，我們從遠處看一盞燈，燈會隨著距離迅速暗下去，比在三維空間中暗下去的速率要大。 我們都學過庫倫定律。這個定律說，兩個電荷之間的作用力也隨距離平方成反比，這和信號強度類似。其實，這兩個定律的起源是一樣的，因為兩個電荷之間的作用力是通過電磁場傳遞的。（如果你學過力學，你還知道，兩個電荷之間的勢能與距離成反比，而力是勢能的導數，所以與距離平方成反比。）我們還知道，牛頓的萬有引力定律告訴我們，兩個質量之間的萬有引力也與距離平方成反比。其實，物理學家早就知道了，在三維空間中，所有長程力都與距離平方成反比。

那么，四維如何呢？前面我們已經知道了，在四維空間中信號與距離立方成反比，所以，四維空間的庫倫定律就是：兩個電荷之間的力與距離立方成反比。

這下就糟了，學過一點力學的人可以計算一下，如果兩個電荷之間的力與距離立方成反比，質子與電子形成的束縛系統——氫原子，是否還是穩定的？結論很悲觀：只要給一點擾動，這個“氫原子”很快消失，不是電子逃逸了，就是落到質子上去了。

那么，量子力學告訴我們什么？結果更加糟糕，除非電荷被調到一個與質量有關的固定值，氫原子的束縛態根本不存在！也許，只是很少的物理學家知道這個結果，但任何學過量子力學的人自己都可以簡單地計算一下，束縛態不存在。

現在回到藍色空間號。我們問，當這艘被追擊的星艦進入四維“氣泡”時，它會怎么樣？答案很清楚，立刻灰飛煙滅。這是因為我們人的身體是由分子原子構成的，而分子原子之所以成為分子原子是因為原子核與電子之間的電磁力。分子原子進入四維空間就不存在了，人當然也會隨之解體。當然，三維人更不可能通過翹曲點進入四維空間。

我們可以問一個更深的問題。假如電磁學只在三維空間中成立，當三維空間與四維氣泡連接時，會出現什么現象？一種可能是，電磁學完全被囚禁在三維里，電磁場不能進入四維空間。這種情況確實出現在超弦理論中，三維空間是一個三維膜，三維膜上的一些物理場被囚禁在膜上，不能進入四維空間。那么，人身上的的分子原子可以進入四維空間嗎？在弦論中，一般是假定進入不了的。當然，我們可以假想分子原子中的原子核和電子可以進入四維空間，那么我們問，電磁場能進入嗎？我還沒有看到一個自洽的理論說電磁場不可以進入，如果這樣，人還會解體。一種辦法是，讓分子原子與電磁場永遠囚禁在三維中，但讓這個“三維體”隨意進入四維，這就要求我們發明強大的機器來實現：這有點像我們在三維空間中拉扯皮球的皮，但沒有強大的能力是做不到的。

最后，順便談一下其他維。二維如何？既然三維中庫倫力與距離平方成反比，那么在二維中庫倫力與距離成反比。其實，二維中的束縛態的尺寸非常小。如果我們二維化了，不見得會變大，很可能會塌縮，而且，二維中的質量會導致二維空間閉合——這是另外一個話題，今天不談了。

更高維的空間呢？只要高于三維空間，庫倫力導致的束縛態都是不穩定的。也就是說，在四維和四維以上的空間中，不存在原子，也不存在穩定的太陽系和美麗銀河系。

所以，三維空間的存在不是無緣無故的。你問我為什么，我不知道，也許上帝希望有一個穩定的太陽系，有一個美麗的銀河系，并且，有智慧的人類。

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