弦理论中说时空有11个维度，那么除了三维空间，时间之外，其它维度到底是什么？ 第1页

其实在第二次超弦革命前，弦理论只要求时空有十个维度。除了我们已知的四维时空以外，普遍认为另六个维度整体卷曲在一个名为“卡拉比-丘成桐空间”（Calabi–Yau space，简称“卡-丘空间”）的地方。“卡-丘空间”极其微小（小到普朗克尺度，根本无法找到），在三维投影的形状就犹如一个个被揉成团的废纸（参见下面的gif动图）。当然这些形状可不是像揉废纸一样随意决定的，而是科学家在严谨的数学构架下设计出来的。比如弦可以穿叉在这种多孔的结构中，以不同的振动方式精确产生出基本粒子的各种特性（如质量）。

总之，弦理论要求的十个维度是理论的数学基础，如果宇宙里没有十维的话，弦理论的根基就会被推翻。

那么第十一维又是从哪儿来的呢？

其实在弦理论的历史中曾出现过五种不同形式且互不矛盾的理论体系。为解决这一问题，弦理论的“领军人” 爱德华·威滕提出“M理论”，通过引入“膜”的概念让空间维度再增加一维，在十一维时空下证明了五种不同的弦理论在本质上是等价的，统一了弦理论的分歧，解决了理论危机。而这次维度上升被称为“第二次弦理论革命”。

M理论认为一维的弦还可以延展成二维、三维甚至九维的“膜”，我们的宇宙就附着在一张三维的膜上。根据M理论，因为光子、胶子等绝大多数基本粒子都是开弦，其两端粘结在膜上无法脱离。相反，引力子却是一种闭弦，这意味着引力不会被膜束缚，而可以自由游走于所有维度。这就解释了引力相对于其它基本力是那样弱小的原因：因为在我们的维度上观察到的引力被其他维度稀释了。