■ 4+2維的時空－藍色情懷

科學新聞由SciScape提供

兩位南加大的理論物理學家提出了一個新的假設，在我們所熟知的四維(3+1)時空中，再各自加入一個新的空間與時間維度，而形成4+2維的時空。他們認為這個想法可以對一些物理現象提出解釋。

在愛因斯坦將時間與空間整合成一體的四維時空後，許多的理論物理學家便開始認為或許可以利用增加時空的維度，來嘗試解決一些物理學中最基本的問題，例如統一自然界的四大作用力(重力、強作用力、弱作用力及電磁力)。最為人所知的理論就是弦論。在弦論的表達中，我們是生活在一個十維(9個空間維度+1個時間維度)時空中。

但是提高時空維度到底有什麼好處？在這裡我們用一個簡單的例子做說明：想像在我們三維空間中存在一個物體。當我們將這個物體投影在二維的牆壁上時，無論我們如何投影，基本上總是無法顯示出這個物體的全貌，因此只有當我們跟這個物體一樣存在於三維空間時，才有辦法看到這個物體的完整模樣。

因此，南加大的理論物理學家Itzak Bars及Yueh-Cheng Kuo提出了在3+1維時空中再各自增加額外的一個空間及時間維度，同時要求一個動力學系統在這個4+2維的時空系統下保持位置及動量的對稱性，這時我們在傳統的3+1維時空中所看到的現象，可以認為是新的4+2維時空投影在3+1維時空中的情形。

Bar表示，在這個4+2維的時空中，物體的運動情形會比在3+1維時要來的對稱，更重要的，這個新理論可以直接解釋量子色動力學中的CP守衡性，而不必利用到軸子(axion)的概念。事實上物理學家到目前為止一直沒有辦法在實驗室中找到軸子...另外，這個理論還可以對天體力學中的Laplace-Runge-Lenz vector提出解釋，認為這是個四維空間中的旋轉對稱性投影在三維空間的結果。

從理論物理的角度，增加一個新的空間及時間維度，尤其是時間維度，是個很有趣的想法，同時也可以引起相當多的新的思考方向。但是從實驗物理學家的角度，我們期待理論物理學家可以提出可以利用實驗來驗證的理論預測，讓實驗物理學家可以用實驗來驗證理論物理學家的計算結果。在理論及實驗兩方面的交互影響下，才能使兩個領域有正向的發展。

原始論文
Field Theory in 2T-physics with N=1 Supersymmetry
Itzhak Bars, Yueh-Cheng Kuo
hep-th/0702089