3小時讀通次元 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 科幻
• 未來科技
• 時間管理
• 思維拓展
• 自我提升
• 科普
• 暢讀
• 知識普及
• 創新思維
• 高效學習

　　宇宙中充滿疑點，解答盡在本書！
　　為什麼要探討「看不見的」次元空間呢？
　　為何要將宇宙的實際現象整理成數學形式？
　　次元決定於軸量？
　　由兩個數值決定的空間是二次元？
　　一維度的綫是物體交接的「邊界」、是溫度計的數綫，但不是畫在紙上的綫？
　　隻要找齣「零維度的點」，就能穿越時空？
　　各個次元並非獨立存在，低次元隱藏在高次元之中？
　　宇宙中有到底有幾種維度？
　　世界上存在著「一維度」的生命體？
　　在我們生存的三維度空間中，實際存在著「一維度運動」？
　　愛因斯坦為何偉大？
　　如何「３小時」讀通次元──
　　用貢丸理解「次元」？！
　　一顆貢丸屬於三維度空間；
　　將貢丸切成兩半，切麵屬於二維度空間；
　　刀子對準此切麵中央切下，切麵上的切口所形成的綫（邊緣），屬於一維度空間；
　　刀子再垂直此綫切下，在切口的尖端形成的點，屬於零維度空間。
　　但是！更高的次元該如何理解呢？

　　用俄羅斯娃娃理解「碎形」？！
　　將位於最內層的俄羅斯娃娃放大，形狀會近似最外層的俄羅斯娃娃；
　　將麯綫的任一部分放大，形狀會近似整體麯綫，
　　這種「部分」與「整體」相似的圖形，稱為碎形！
　　但是！碎形麯綫都屬於一維度嗎？

　　從數學、物理學、大統一理論，到統一所有作用力的「萬有理論」……
　　課本草率介紹的曆代科學傢，
　　擁有你所不知的偉大理想？！
　　探索次元，邁嚮未知，探求科學研究與人類文明的終極目標吧！
　　歐幾裏得幾何學探討麯率為零的空間；
　　黎曼的n維流形，在數學上，探討麯率不為零的空間；
　　愛因斯坦將n維流形應用於物理學，創造廣義相對論！
　　《３小時讀通次元》帶你沿著曆史長河，
　　吸收曆代學者的知識精華，
　　一步步揭開浩瀚、未知而迷人的宇宙麵紗！

　　本書以次元為主題，探討眾多數學傢、物理學傢、科學傢的時空理論，爬梳次元研究的曆史，涉及各研究者的軼聞，用巧妙的比喻、易懂的解說、詳盡的介紹，一一為讀者解開對宇宙、時空的疑惑！內容包含：次元基本定義、平行公設、歐幾裏得幾何學、黎曼幾何學、牛頓絕對空間、黎曼彎麯空間、愛因斯坦相對論、萬有理論、卡魯劄-剋萊茵理論、楊-米爾斯理論、弦理論、Ｍ理論、膜宇宙論……等眾多理論，讓讀者更靠近未知的宇宙。

名人推薦

　　前師範大學數學係教授兼主任　洪萬生　專業推薦！

作者簡介

矢澤潔

　　任職科學雜誌編輯長，1982年後作為科學情報集團「矢澤Science Office Staff」 （矢澤事務所）的代錶。與國內外的科學者、研究者、科學記者及編輯者組建網狀工作群組模式，經過三十多年的努力，負責在自然科學、醫學（人類與動物）、能源問題、經濟學及科學哲學等相關的情報與撰稿。長年在美國與歐洲採訪。編著有入門型科學書與醫學書多達數十本。

新海裕美子

　　東北大學大學院理學研究所結業。1990年進入「矢澤Science Office Staff」（矢澤事務所）。科學全領域特彆是與醫學相關的調查、採訪、撰稿和翻譯都有涉略，並且負責全文的錯誤較正。共同著作有《始まりの科學》（Science i新書） 、《兎はウサギの形になりたがる》、《自然界をゆるがす「臨界點」の謎》、《ノーベル賞の科學》，並因此獲有物理學奬篇、生物學醫學奬篇、化學奬篇（技術評論社）等。

Heinz Horeis

　　從物理學教師轉任到科學記者。任職德國科學雜誌編輯長，至1990年後兼任矢澤Science Office Europa Staff，曾採訪過多位諾貝爾奬學者。不定期會來日本取材科學技術並將其報導於德國媒體上。曾在赤石山脈與丹澤山地行走過、有過歐洲自行車旅行、還在2008年時騎著印度製的摩托車從印度開始經中東到德國，總路程約一萬公裏。在2010年時橫越瞭日本本洲。

審訂者簡介

洪萬生

　　紐約城市大學（CUNY）科學史博士，國立颱灣師範大學數學係學士、碩士。國立颱灣師範大學數學係教授兼主任（2007/8/1-2009/7/31）、颱灣數學教育學會理事長（2007-2009）、國際科學史學院通訊會員、Historia Mathematica（國際數學史雜誌）編輯委員、《HPM通訊》發行人、颱灣數學（虛擬）博物館創始人之一。

譯者簡介

葉秉溢

　　二零零七年畢業於嘉義大學應用物理係，說到學習日文的契機則是在日本有位親戚的原因，目前為止翻譯有短篇文章、網路EMAIL、日文漫畫及日文短篇小說等，如這本書一般的長篇文章還是頭一次著手，還希望各位能夠喜歡。

前言    2
第一章 從零維度到一維度的世界    9
萬物從「點」開始    10
「歐幾裏得幾何學」的誕生    12
定義點與綫是沒有意義的？    17
僅隻有「無限」無法形成綫條    18
一維空間的點都一樣嗎？    21
Line Land的生命    25
一維度創造三維度    27
附欄 不存在於一維度中的綫條    30

第二章 二維度的世界    35
來證明「平行的公設」吧    36
天纔兒童所建立的新型幾何學體係    39
歐幾裏得幾何學，與非歐幾裏得幾何學的發展    42
「黎曼幾何學」的誕生    46
二維空間中的「Square先生」世界    51
測量二維度世界    54
人類的眼睛僅隻能看見二維度    56
附欄 中子星上的二維度形式之生物    58

第三章 三維度的世界    61
空間與物質是屬於同一種事物    62
牛頓的三維「絕對空間」    66
宇宙的三維空間是平坦的嗎？    71
大爆炸理論與平坦的宇宙    74
宇宙空間是平坦地膨脹嗎？    79
三維空間不是連續的嗎？    90
附欄 三維度宇宙空間與正多麵體    82

第四章 從三維度到四維時空    85
對數學傢與物理學傢而言的「新型態維度」    86
黎曼的「彎麯空間」的介紹    91
數學傢與物理學傢之間的不同立場    93
宇宙的三維空間是平坦的嗎？    94
時間與長度能夠伸長或是縮短的宇宙空間    97
閔可夫斯基與愛因斯坦的「時空」    98
稱為額外維度的魔法棒    104
朝嚮遙遠的「萬有理論」前進    107
光的行進路綫會在重力場中誤差    110
附欄① 黎曼的ｎ維幾何學    115
附欄② 兩種類型的相對論    118
附欄③ 時間維度與空間維度有何不同？    119

第五章 顯露身影的五維度空間    121
初論「五維度」    122
推測空間「漣漪」的卡魯紮—剋萊因理論    126
「無力再起」的五維度世界    133
駕馭十六維度、二十六維度的理論學者    135
試著畫「隱藏的維度」    137
五維度空間與六維度空間    141
額外維度再現身影？    142
附欄 規範場論    146

第六章 弦理論與多維度宇宙    147
已經消失的卡魯紮—剋萊因理論，又復活    148
從「粒子動物園」到「誇剋」    152
專心緻力於楊—米爾斯理論的南部陽一郎    157
稱為「標準模型」的不完整理論    159
從缺少重力的標準模型再嚮前邁進    161
「真理的美麗與純粹隻會獻給理解他們的人」    163
「振動的弦」與「二十六維度」的世界    164
顯露身形的「Super Symmetry（超對稱）」    168
弦理論與萬有重力的整閤理論    170
英年早逝的席爾剋後繼者    172
附欄① 粒子加速器    175
附欄② 「對稱性」與「超對稱性」    176

第七章 人類是膜宇宙中的居民？    179
比十維度空間更深層之謎    180
普林斯頓弦樂四重奏與卡拉比—丘流形    182
整閤統一五種弦理論的「Ｍ理論」    189
浮現著各種「泡沫宇宙」的「多元宇宙空間」    194
簡化Ｍ理論後的「膜宇宙論」介紹    196
「重力膜」與「弱力膜」之間    199
追求「卡魯紮—剋萊因粒子（ＫＫ粒子）」    201
作為後記的終章    205
數學學者與物理學傢的墓誌銘    206
時間的存在與非存在    208
我們的立足點是什麼呢？    211
索引    215

序

　　本書是從各位眼前齣現的一個球體（圖一）開始講起，隨著各章節的行進，會讓各位看到許許多多復雜離奇的世界。

　　說到「多維度」或「額外維度」等等，在物理學界或天文學界中纔會使用的專有名詞，近年來這些新用語廣泛地在大眾之間流傳，當初筆者以維度作為本書的主題，造成這樣的科學新話題成為本書無可避免，非提不可的主軸。
前麵提到過的球體，並非像乒乓球一般，內部的空間是中空的，而是整個球體內部每一角落都充滿物質。看著這個球體，我們說這是立體的物體，或著稱為三維度的物體。有些人會使用3D或three-dimensional等現代風格的稱呼。

　　這個球體擁有長度、寬度與高度：三個軸量，以此來延伸並定性空間上的定義，就是我們平常稱之為的三維度。

　　這裏所說的維度是指數學或物理學中所使用的名詞，是維度本身的定義，並不是指社會意義或者比喻說法，「我和你不是活在同一維度（次元）的人」。但是這種常常掛在口中的維度，要是真的細究起來，本質上還是從前者的學術名詞衍生齣來的說法，因此，本書雖然要從最初的由來開始講起，但中間還是會不可避免的提到一般性的話題。

　　首先，使用一把小刀將之前提到的內部充滿填充物的球體，從正中央一分為二。這個一分為二的兩個球體中間就擁有同一個「麵」。這個麵有長度與寬度，卻沒有厚度與深度，成為擁有兩個軸量的「二維」圖形。前麵的三維度球體該有的體積或者說容積消失瞭，隻剩下單單的麵積。

　　此時，用先前那把小刀把圖形的其中之一再次從中一分為二。而這一圖形的切割口就會産生一條「綫」。這條綫並沒有寬度和深度，有的隻是長度這個軸量。如此，先是體積消失，之後是麵積消失。剩下的就是隻有長度這個軸量的綫。換而言之，長度就是「一維度」的本質。

　　而後，更進一步，讓我們再一次使用小刀切割在二維度的切口上齣現的這條綫。結果就是在綫的切口上，這個無綫小的「點」展現在我們的眼前。雖然說是在眼前，但這樣一個點就如我們所知並沒有長度、寬度與深度，因此，它沒有麵積與體積。在將其切分開來的那一瞬間，可以這麼說，就如同過去轉換到未來之間所齣現的一個通過點。這個點，我們沒辦法觀察到，因其在任何一個維度都沒有軸量（或者零個維度），所以可以稱其為「零維度」。

　　照著這些步驟下來，我們可以很容易的發現一個現象。這個現象就是，零維度自一維度中顯現、一維度則自二維度中顯現、而二維度則自三維度之中顯現。換言之，各個維度之間並不是單獨獨立的存在、低維度就隱藏在比其更高的維度之中、可說是，摺疊在其中。

　　之前所說的各個維度雖然都是所有人都很容易理解的維度。但讓我們迴顧開頭，近幾年，作為部分物理學傢與宇宙理論學傢們的主要議題的「超弦理論」、「膜天文學論」或是「Multiverse（多重宇宙論）」等等，經由這些理論推測齣來的宇宙空間模型，可以讓我們有較為直觀的瞭解到三維度空間還有愛因斯坦運用相對性理論推測齣的四維度時空，不會使人感覺到突兀且不可琢磨。

　　這些宇宙空間含有五維度、十維度、十一維度，甚至二十六維度至無限維度! 換言之就是「四維度時空+額外維度」的加總空間，有無以計數相似的宇宙空間，就如同肥皂泡般，在廣大的時間與空間中生滅不已。要理解維度的概念並非是一件簡單、容易的事情，對於生活在這個時代我們而言，是「難以理解的」，以英語來形容就是「Mind Boggling」。

　　這本書原本設定是由三人進行共同著作，但開頭要如何寫、由誰寫還是未決定事項。共同著作者之一，以尊重科學的規定與章程為原則，絕不提超齣主題的文章、另一人偏嚮以絕對客觀的觀點來分析新的假設與理論、最後一人則是主張不懼苦難以樸實與譏諷相互交結的著作態度。因此，這本書有可能會運用三種互不相容的理念所交雜而描繪齣維度的世界。

　　而其中一位共同著作者由英語書寫的預定部分，將由年青且富有朝氣的研究者田中智行先生來代為翻譯。在這理讓我們先對其說一聲感謝。

　　最後，感謝SoftBank Creative的益田賢治主編輯。主編他一直以來都以寬容的態度對待超齣工作規定上的行程時間的寫手，真的是非常特彆的人。

萬物從「點」開始

維度從零維度開始，零維度是一個點。討論維度，必須從「點」講起。

一般人提到「點」這個詞，腦中浮現的都是一個圓圓的小東西，即「點一般的物體」。舉例來說，我們在一張白紙上，用鉛筆或簽字筆一點、一撇畫齣的，都是不同的點。

英語的dot與period都是我們日常生活中常用的「點」，但這兩種點與本書所提的「點」（point），是完全不同的東西。紙張和圖畫中的點其實有直徑，用鉛筆在紙上畫一個點，此點的直徑一般約為0.2毫米，如果直徑沒有達到0.2毫米，人的肉眼無法觀察到點的存在，因此畫點這個行為是完全沒有意義的。用筆畫的點，是圓形或圓盤狀的點，而不是數學或物理學上的「點」。

本書所說的點，指在平麵上用來錶達「某一個位置」的點，但「某個位置」並不擁有任何事物，無論是長度、寬度及高度，或顔色、重量與味道等，這個點完全不具有這些用來描述、標示某物體的量值與標準。這個點僅能錶示「這個位置」或「那個位置」，是位置的定義，沒有量值與標準，連維度都沒有，所以這個點屬於零維度和零維空間。

零維度的代錶點，與一維度的代錶綫，這樣的理論不是由近年的數學傢或科學傢提齣的。

兩韆多年前，許多古希臘的哲學傢已深入研究點與綫的主題。其實人類的想法自古以來沒有太大變化，果然「天下沒有新鮮事」啊。

現在，讓我們從零維度的點，或是一維度的綫，這座小山開始攀爬，作為熱身；接著我們纔能挑戰超乎常識的未知宇宙；最後循序漸進地進入多維度、額外維度，以徵服多維世界的巍峨群山。

「歐幾裏得幾何學」誕生

理論上，拉動零維度的點，點的移動軌跡可以畫成一條綫。但是，零維度的點其實不是可移動的點，因為此點沒有長度、沒有寬度，是一個無限小的點，不可能移動。

我們雖然可以在紙上畫一條綫，但無論怎麼繪製，這條綫都會具有一定的寬度，不是一維度的綫。依據前文所述，即使是人眼無法觀察到的細綫，放大觀察，還是會具有寬度，也就是說，在紙上所畫的綫都是有寬度的綫段，明顯屬於二維度平麵。

柏拉圖齣生於西元前427年（圖2、註1），他的老師蘇格拉底於監獄中飲毒堇汁而死之前，曾召集弟子進行哲學辯論，柏拉圖依此資料寫作《斐多篇》。

评分☆☆☆☆☆

《3小時讀通次元》這本書，怎麼說呢，我剛拿到手的時候，還真有點被這個名字吸引住瞭。“3小時”，聽起來就覺得很高效，很符閤我這種時間碎片化的閱讀習慣。我平時工作挺忙的，下班迴傢就隻想放鬆一下，但又不想完全虛度光陰，總想學點什麼，或者拓展點什麼思維。市麵上很多書，要麼厚得嚇人，要麼內容過於深奧，一看就提不起勁。《3小時讀通次元》這個名字，就好像一個救星，給瞭我一個“速成”的希望。我當時就在想，這書會不會是那種把復雜概念簡化到極緻，然後用最直觀的方式呈現齣來的？比如，就像有些人用動畫片或者簡單的比喻來解釋物理學原理一樣。我腦子裏已經開始腦補一些有趣的插畫，或者是那種清晰到讓人一眼就能抓住重點的思維導圖。而且，“次元”這個詞，本身就帶著一種神秘感和探索性，我一直覺得它背後藏著很多我們平時接觸不到的、但又可能對理解世界有幫助的維度。所以，我迫不及待地想翻開它，看看它究竟是如何在這麼短的時間裏，帶領我“讀通”一個聽起來就很有分量的概念的。

评分☆☆☆☆☆

當我翻開《3小時讀通次元》這本書，我立刻就被一種全新的視角所吸引。它沒有上來就拋齣艱深的術語，也沒有大段大段的枯燥理論。反而是從一些非常日常，甚至可以說是“意想不到”的切入點開始，像剝洋蔥一樣，一層層地揭示“次元”的奧秘。我能感覺到作者在其中運用瞭大量的類比和形象化的錶達，讓我這個原本對抽象概念有些頭疼的人，也能輕鬆地跟上思路。比如，它可能會用一個三維空間中物體的陰影來類比更高維度與低維度的關係，或者用不同頻率的聲波來解釋不同“維度”的波動特性。我甚至能想象書中會有一些巧妙設計的插圖，用最簡潔的綫條勾勒齣復雜的空間關係，讓我一眼就能看穿其中蘊含的邏輯。最讓我驚喜的是，這本書並沒有局限於物理學層麵，而是將“次元”的概念延伸到瞭哲學、心理學，甚至是藝術領域，讓我意識到原來這個詞語的含義遠比我想象的要豐富和深邃。這種跨領域的融閤，讓我在閱讀的過程中，感覺自己不僅僅是在學習一個知識點，更像是在進行一次思維的拓展和升級。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到《3小時讀通次元》的時候，並沒有抱太高的期望，畢竟“3小時”這個時間限製，在很多領域都是一個相當壓縮的概念，很難讓人想象能深入到哪裏去。我更傾嚮於認為這是一本入門級的科普讀物，可能更側重於概念的普及和基礎知識的介紹，用一種比較輕鬆易懂的方式來勾勒齣“次元”這個詞語背後的一些基本概念。我甚至預想，它可能會像一本給小孩子講故事的書一樣，用大量的故事性或者場景化的語言來引入，避免枯燥的理論堆砌。或許，它會從科幻小說或者電影中的設定講起，然後逐漸剝離齣其中的科學或者哲學內核，讓讀者在潛移默化中獲得一些認知。我對它的期待，更多的是一種“瞭解一下”的心態，希望它能在我腦海中建立一個關於“次元”的初步框架，知道大概是怎麼迴事，至少在彆人談論相關話題的時候，我不會完全聽不懂，能跟得上趟。我不太指望它能讓我成為這方麵的專傢，但如果能在短時間內，打開一個新世界的“門”，讓我對某些以前模糊不清的概念有瞭清晰的認識，那我就覺得這本書的價值已經足夠瞭。

评分☆☆☆☆☆

剛拿到《3小時讀通次元》這本書時，我心裏其實是有點小忐忑的。畢竟“次元”這個詞，聽起來就帶著點科幻色彩，而且往往和一些高深的物理學理論聯係在一起。我擔心它會是一本晦澀難懂的書，需要有很強的專業背景纔能理解。但當我真正開始閱讀的時候，驚喜就接踵而至瞭。這本書的語言風格非常流暢，而且充滿瞭一種探索未知的好奇心。我感覺作者仿佛是一個經驗豐富的導遊，帶著我走進瞭一個完全陌生的“次元”風景區。它沒有直接給我灌輸一大堆理論，而是通過一些引人入勝的故事、巧妙的比喻，以及一些讓我們能夠産生共鳴的設問，來一步步地引導我們理解。我甚至能想象，書中有可能描繪瞭一些奇特的想象中的場景，比如一個生活在二維世界裏的生物，如何努力去理解三維世界的存在。這種敘事方式，讓我覺得閱讀過程本身就是一種享受，而不是一種負擔。而且，這本書還巧妙地將“次元”的概念與我們日常生活中一些看似無關緊要的現象聯係起來，讓我突然意識到，原來“次元”的規律，可能就隱藏在我們身邊，隻是我們沒有留意到而已。

评分☆☆☆☆☆

《3小時讀通次元》這本書，最讓我印象深刻的，是它如何將一個聽起來就非常“硬核”的科學概念，用一種極其人性化、充滿溫度的方式呈現齣來。我一拿到書，就擔心它會充斥著各種方程式和公式，讓我望而卻步。但事實證明，我的擔憂是多餘的。它更像是一位循循善誘的長者，耐心地引導我一步步地走進“次元”的世界。我能感覺到作者在寫作過程中，非常注重讀者的感受，用瞭很多生活中的例子來佐證那些看似遙遠的理論。比如，它可能會用我們玩的一個電子遊戲來解釋不同維度的交互方式，或者用一個簡單的魔術來類比更高維度的“隱藏”能力。這種接地氣的講解方式，讓那些原本隻存在於理論中的概念，變得鮮活起來，仿佛就在我眼前發生一樣。而且，書中並沒有迴避那些關於“什麼是真實”、“我們如何感知世界”等更深層次的哲學思考，反而鼓勵我去質疑，去探索，去形成自己的理解。讀完這本書，我感覺自己對“現實”的認知，好像比以前更開闊瞭一些，多瞭一些新的可能性。