根據《現代ビジネス》報導，我們一直以為世界是三維的，但量子力學卻揭示了一個令人驚訝的事實——我們所處的現實世界，其實是無限次元空間的投影。這個觀念雖然聽起來像是科幻小說，但卻來自嚴謹的理論物理學基礎。

在學習物理的過程中，「場」這個概念往往讓許多學生感到困惑。從電磁場到量子場，再到重力場，物理學家們透過不斷的理論演進，試圖解釋這個世界是如何運作的。而在量子力學中，「波動函數ψ（普西）」扮演了關鍵的角色。

根據書籍《『場』がわかれば世界がわかる　電磁場・量子場・重力場　なぜ、波が伝わるのか？》（講談社出版）的解釋，波動函數不是如電場或磁場般在三維空間中傳播的波。相反地，它是存在於「無限次元」空間中的「概率波」。這意味著，我們所見的世界，其實只是無限維空間中的一種投影，而真實的世界法則，是由這些無限維的波所描述。

理論物理學家與數學家會思考「無限次元的希爾伯特空間」，這個概念與我們熟悉的x、y、z軸完全不同。希爾伯特空間中的軸，可以延伸到無限次數，例如ψ₁軸、ψ₂軸、ψ₃軸……直到ψ∞軸。這與我們只能透過眼睛感知三維空間的限制完全不同。

更進一步地，無限次元中的「無限」也有兩種類型：「可數無限」與「不可數無限」。例如，自然數是「可數無限」，因為它們可以被個別數清楚；而實數卻是「不可數無限」，因為它們無法一一列出。量子力學中的波動函數所處的空間，正是屬於「不可數無限」。

這意味著，不僅有ψ₁軸、ψ₂軸，還有ψ₁.382軸、ψ₅₀₃.99₈₇軸等無數小數點的軸存在。當我們說ψ(x)時，這個x可以是任何實數，代表著無限次元空間中的某個軸。

這是一種極具挑戰性的思維飛躍。人類在歷史上經歷過多次這樣的飛躍：從語言的發明、零的概念、愛因斯坦的相對論，到如今的量子力學，每一次都是對人類認知極限的突破。

換句話說，我們所看到的世界，可能只是無限次元空間中的一種近似，而真正的現實，其實是那個抽象的希爾伯特空間。當我們說「我們住在三維空間」時，可能只是對量子世界的一種誤解。

這聽起來雖然令人難以接受，但卻是量子力學理論中一個嚴肅而真實的結論。它提醒我們，世界遠比我們想像的複雜，而人類對現實的理解，仍有很大的探索空間。

📰 本文資料來源 • 現代ビジネス