另类解释高维度空间的定义
在牛顿时空中的空间被定义为直线3维。
上下，左右，前后3个方向，每个方向都是相互垂直的。
可以无限延伸。
这就是我们普通人可以想象跟感受到的3维空间的实际模型。
那么高维空间到底是怎么样的呢？要了解高维空间的定义，我们必须先了解一下经典牛顿力学中物质质点的定义。
【菜科解读】
物理学为什么要定义空间？
主要是为了描述物质的运动特性才定义的空间。
在牛顿时空中的空间被定义为直线3维。
上下，左右，前后3个方向，每个方向都是相互垂直的。
可以无限延伸。
这就是我们普通人可以想象跟感受到的3维空间的实际模型。
那么高维空间到底是怎么样的呢？要了解高维空间的定义，我们必须先了解一下经典牛顿力学中物质质点的定义。
现在来看看牛顿力学中如何描述物质。
牛顿力学中把物质抽象化为一个质点。
这个质点一般不考虑自旋，不考虑电荷，不考虑引力，不考虑谐振，波动等。
他把物质就看成是一个没有实际大小有质量的一个点，我们把这个点叫作质点，所以质点的运动特性就是3个空间坐标跟1个时间坐标。
如（X,Y,Z,T）就可以把一个质点的运动描述清楚。
而且每个坐标轴的方程式也比较好写，下面我来举个例子，通过这个例子形象的把高维空间的定义给引出来。
现在大家想象一下一个蚂蚁在一个管子里爬。
如何描述蚂蚁这个质点在一个管子里爬这个运动。
管子如果从截面积看是二维的。
如果蚂蚁沿着管子截面圆周方向运动。
我们可以用一个二维坐标来很精确的描述这个蚂蚁的运动轨迹。
如蚂蚁匀速在管子圆周方向转圈圈。
可以用X,Y加一个时间T来描述（X,Y,T）。
如果蚂蚁只沿着管子方向运动，可以用一个一维空间Z就可以描述，如（Z,T），其中T为时间。
现在蚂蚁同时螺旋式前进！我们就必须用3维空间加1维时间来描述。
（X,Y,Z,T），关键时候到了。
如果管子本身也在运动。
如管子以一端为圆心。
做匀速圆周运动。
如何描述蚂蚁的运动轨迹？
如果我们继续用3维空间来描述（X,Y,Z,T）。
那这个方程式会让任何物理学家跟数学家发疯。
没有任何人可以写出用 X,Y,Z,T来描述一个匀速转动的管理里做螺旋前进的蚂蚁的运动轨迹。
这么难以用方程式描述的运动怎么办？物理学家跟数学家都很聪明。
他们不会那么傻的用3维空间来描述这时的蚂蚁运动。
他们会引入一维空间。
如R。
用 X,Y,Z,R,T来描述这是蚂蚁的运动，R就代表管子的转动角度（从0到360度），这时描述的方程就显得非常简单。
这就把第4维空间给拉出来了。
在数学上，方程式会变得非常简单明了，物理学家也可以精确的描述出蚂蚁的运动轨迹。
只因为引入了另外一维虚假的人为定义的空间维度。
在这里R会被描述成卷曲的空间，因为它描述角度的空间。
它的值是从0-360度，所以被形象的想象成一个卷着的空间。
其实在研究微观粒子运动轨迹时，牛顿力学的3维空间根本没法描述微观粒子的物理力学特性。
如粒子的自旋，电荷，引力，强作用，弱作用，其实都是发生在3维空间的粒子，只是用三围空间的3个自由度量来描述太困难，太复杂了。
为了简化方程式，物理学家人为自定义引入了其他描述物质微观粒子自由度的量。
这才是真正物理学家在弦论，膜理论中使用8维空间或11维空间的目的。
如果管子不仅仅做圆周运动。
而且还要做上下震荡运动。
那就还要加一自由度参数，那么为了方程式的简化，就必须再引入一个维度，谐振维度D。
那时描述蚂蚁的运动就要用到5维空间加一维时间（X,Y,Z,R,D,T），其中D是描述管子上下谐振的维度。
如果蚂蚁本身还带有电荷。
并且电荷还随时间而变化。
为了描述一个带变化电荷的蚂蚁，就必须再引入一个维度，电荷维度。
如（X,Y,Z,R,D,H,T）其中H表示蚂蚁身上电荷的变化参数。
如果这个蚂蚁不仅仅带电荷，而且还自旋。
如自旋度为1或者2。
那么就必须再引入一个维度，自旋维度S；这时描述蚂蚁就必须用7维空间再加1维时间。
（X,Y,Z,R,D,H,S,T）这就可以方便的描述一个在谐振并且匀速圆周运动的管子里，做螺旋前进，并且带渐变电荷跟自旋的蚂蚁的运动轨迹。
这就是传说中的8维时空。
#p#分页标题#e#如果还要考虑蚂蚁的引力，强相互作用力，跟弱相互作用力，就必须再引入3个维度，那么就是11维时空了。
物理学家所说的维度，是物质运动的自由度的描述量。
不是实际我们所理解的牛顿力学中的空间维度。
牛顿力学的空间维度只是弦论里11维度中的3个维度而已。
其他维度，如自旋，电荷维度，引力维度，等等都是人为定义，为了描述微观粒子方便性，便于书写方程式所人为引入的。
弦论里的高维度就是我所说的维度。
是粒子物理学发展到一定阶段所必须引入的维度。
否则粒子物理学家没有办法写方程式来描述微观粒子的各种特性随时间的变化方程。
引入更多维度使得研究变得简单明了起来了。
你们看看弦论的方程式就知道了。
超正立方体的构思是为了让人们理解高维度（不是物理学维度）的一个例子，但这也恰恰把人们误导了。
以为高纬度的每个维度跟其他维度之间如三维空间一样都是垂直的。
这可以锻炼我们的思维跟想象能力，但对于研究物理学是没有任何意义的。
真正的物理学是研究物质运动特性。
这里的运动不只是空间意义上的运动。
也包括电荷变化，引力变化，强弱作用力变化，自旋变化，谐振变化都要描述。
这些都是物质的运动，是广义上的物质运动，如果研究微观粒子使用牛顿力学3维空间，所有物理学家跟数学家都要疯掉。
他们根本无法用一个 X,Y,Z,T来写出一个完美的方程式来描述微观粒子的各种运动属性。
土星有行星环，地球为啥没有？本来地球曾经有过，火星将来也会有
这四颗行星都属于巨行星，它们的引力比岩质行星更大，因此它们能够将星球周围的小物质吸附过来，从而形成行星环。
除了质量不同之外，行星环的形成与行星与太阳的距离也有一定关系，太阳系四个岩质行星都没有行星环，另一个真相也是它们都距离太阳较近，太阳风就比较强烈，而在太阳光的照射下，水分子也无法凝结成冰晶，更无法与尘埃凝聚成较大的小行星等，所以就很不容易形成行星环了。
不过，行星环还有另一种形成模式，就是行星的卫星围绕行星运行的时候，或者其他大个头的小行星或彗星等路过行星的时候，它们若与行星的距离达到洛希极限，那么这颗小星体就会分解成为行星的行星环，比如若月球距离地球大约1万公里的时候，就会被地球的引力撕成碎片，从而变成地球的行星环。
本来在月球形成的时候，就经历过成为地球行星环的一刻，天文学家们普遍认为月球是由于一颗质量较大的天体撞击地球之后形成的，撞击后飞溅出去的碎块曾经形成了地球的行星环，但是由于这个行星环的物质分布很不均匀，导致行星环的物质凝聚融合在一起，形成了月球。
而火星的卫星火卫一由于距离火星较近，并且仍然在一步步靠近火星，所以他将来也有可能会到达火星的洛希极限，从而成为火星的行星环也有一种可能是将来直接撞击的火星上。
星空有约｜今年别错过火星和这三颗行星同框
届时，公众将看见两颗明亮行星近距离同框。
中国科学院紫金山天文台科普专家介绍，这是2024年适宜观赏的第一场太阳系行星相合。
什么是行星相合？紫金山天文台科普主管王科超介绍，天文学上定义的合并非两个天体真的合并在一起，而是指两个天体的地心视赤经或地心视黄经相同。
行星合行星、行星合月都指的是两个天体的地心视赤经相同。
不同于每个月会发生多场的行星合月，2024年全年共有12次太阳系行星相合，这与行星在天球上‘走’一圈的时间有关。
王科超说，今年最适合观赏的行星相合，除了2月22日的火星合金星，还有4月11日的火星合土星，以及8月15日的火星合木星。
这四颗行星都很明亮，且这三次相合两个天体间的角距离都不到1度，肉眼就能看到两颗星同框的画面。
何时适合观赏这三次行星相合呢？天文学上合是一个精准时刻，但对公众观测而言，在‘合’的前后几天都可观赏这一天象。
王科超说，三次相合时，两颗行星都位于太阳的西边，观赏时间都在日出之前。
具体到火星合金星，适宜观赏的时间约为日出前一小时，火星合土星的适宜观赏时间约为日出前一个半小时，火星合木星则是在午夜后到日出前都适宜观赏。
肉眼观测这三次相合，两颗行星相距这么近，如何分辨？王科超建议，一是从亮度上看，相合时，金星、木星都明显比火星要亮，土星比火星稍亮些。
二是从方位上分辨，肉眼看去，相合时，火星在天空上位于金星的下方，位于土星、木星的上方。
我们肉眼看到的两颗行星同框，是由于两颗行星及地球在运行过程中，排列成近似一条直线而出现的视觉现象，两颗行星实际上相距甚远，以火星与土星为例，二者间距离约为12亿千米。
