如果时间是二次元，确定时间会变得有多难？

如果时间是“二维”的，我们需要用两个数来确定时间。“在三点相遇”的表达必须改为“在时间 A 的三个点和时间 B 的五个点的交点相遇”。如果我们想在一维时间中相遇，我们只需要在空间中移动就能找到对方，但在二维时间中不一定如此。如果我们想相遇，除了在空间的三个方向移动外，还必须沿着时间方向移动。

如果时间是“二维”的东西，那么确定时间就变得很困难。例如，如果你想在某个地方见一个朋友，你必须说“在时间轴 A 上的 3 点和时间轴 B 上的 5 点见面”。如果时间像图中的 2 点那样向前移动，你可以顺利地与朋友见面，但如果时间像 1 点或 3 点那样向前移动，你们将无法见面。在二维时间中预测未来事件变得非常困难。插图：Crayon Company

二维时间的流逝没有确定的方向，不同于一维时间只能单向流动。如果二维时间的世界里真的存在生物，那么它们的思维方式很可能和我们完全不一样。这对于只能用一维时间思考的我们来说，是完全无法想象的。

虽然难以想象，但数学工具让我们可以正式加入时间维度。构成物质的基本粒子在“第二维度”或更高的时间维度上会变得不稳定。例如，质子必然会衰变成中子、正电子和中微子，电子也会衰变成中子、反质子和中微子注3]。

此外，在多维时间中，我们将无法根据当前状态预测未来注4]。我们的生存依赖于根据现有知识预测未来事件，如果我们不能预测未来，生命就可能无法进化出智慧。

空间和时间的维度数是预先确定的吗？

上文提到，如果空间和时间不是“三维”和“一维”的话，人类等智慧生命在其中生存将十分困难。但从自然规律的角度看，空间和时间即使是其他维度，也不会产生任何矛盾。那么，我们生活的时空维度为何看起来似乎是为人类量身定做的呢？

弦理论（又称“万物理论”）的研究者认为，宇宙并非由零维点粒子膨胀而成，而是由高维空间中的弦，或称膨胀弦所构成。数学推导表明，空间应该有九个维度。根据这一理论，除了我们生活的三维空间外，其余六个额外维度必定隐藏在某个地方，让我们无法察觉它们的存在。弦理论认为，额外的六个维度通常处于卷曲状态，体积极其微小。例如，二维平面可以卷成一个很小的管子，看上去就像一条一维线。

如果空间原本就是“九维”的，那么除了 1 至 3 维，其他 6 个维度可能隐藏在其他地方。 插图：Crayon Company

至于这些空间维度是如何卷曲的，科学家们对此仍然知之甚少。卷曲的方式不只一种，而是多种多样。然而，根据这六个维度的卷曲方式，其余三个维度的性质也会随之改变，所以我们所生活的宇宙只能对应其中一种方式。

如果卷曲的空间维度不是六维，就不一定只剩下三维空间，四维或五维空间的宇宙也是有可能存在的。虽然弦理论并不支持这一假设，但或许时间也是更多维度卷曲之后剩下的一维。如果空间和时间的维度可以任意选择，我们的宇宙恰好是三维空间加一维时间，人类才能生存，这真的是巧合吗？事实上，3和1在众多可能性中脱颖而出，以及与宇宙相对应的其他参数被微调得如此恰当，似乎有很多深层次的原因。

【注3】

J. Dorling, Am J. Phys. 38, 539 (1969);

FJ Yndurain, Physics Letters B 256, 15 (1991)

【注4】

M. Tegmark，量子引力课 14，L69 (1997)

大脑：我想我可以再做一次