害怕失戀所以單身90657847
如何清楚解釋四維空間？
四維空間是超脫於三維空間之外的，我們所有描述的方式都是建立在三維的基礎上，即使我們能畫一個四維的超面體，它依然是一個在三維空間的投影而已，充其量也只能輔助理解。
0維、1維和二維我們很容易理解，因為一目瞭然，在空間內的智能生物非常容易即可瞭解低於我們維度的其他維度，因為我們三維空間裡能表示出來，但四維空間則完全不是，即使畫成如上圖如此便於理解的超面體，我們依然是一頭霧水。
這是一個四維空間展開的示意圖，與三維空間的正方體展開的8個面一樣，這個四維的超面體展開後將獲得8個包裹在三維空間外的正方體，如下可能更容易理解一些。
從這個簡單的GIF中您看出什麼了嗎？四維空間除開我們三維一個空間外，另外還有7個包裹在這個空間外的空間，我們是不是可以這樣簡單來理解：四維是包裹三維空間的一個空間，與包圍不一樣，這個包裹是無孔不入的，因此處在四維空間內的智能生物體可以全方位無死角的觀察三維空間，即使有高牆鐵窗阻隔也一樣，而對於人體，甚至可以看到每一根血管，每一個臟器內部，比最為先進的醫學設備都要有效與全面得多！
各位如果有不同理解不妨留言討論
星辰大海路上的種花家
這是一個很有意思的問題，我們生活在三維的空間裡，要想弄明白四維空間，就得藉助在三維空間裡獲得的經驗從數學上進行推理。
首先，讓我們從零維開始。零維嘛，就是一個點，一個沒有大小的點。沒有大小的點？豈不是什麼都沒有？沒錯，零維實際上就是什麼都沒有，就是所謂的「無」！為了更好的描述和理解，我們還是引入了「點」的概念：
零維：只有一個點。
將這個點朝任意一個維度移動一定距離，並將移動前後的點連接，我們就得到了一維線段，一根只有長短，沒有粗細的線段：
一維線段：有兩個點、一條邊。
再將這根線段朝第二個維度平移一定的距離，並連接兩根線段的端點，我們就能得到一個二維平面，一個只有大小，沒有厚度的平面：
二維平面：有四個點（兩條線段的點2+2=4）、四條邊（兩條線段和兩對點的連線2+2=4）。
接著，我們將這個平面朝第三個維度平移一定距離，並連接兩個平面的各點，我們就能得到一個三維的立方體，這正是我們日常生活中熟悉的東西：
三維立方體：有8個頂點（兩個平面的點4+4=8）、12條邊（兩個平面的邊和四對點的連線4+4+4=12）。
按照這一思路，我們將三維的立方體朝著第四個維度平移一定距離，並連接兩個立方體的各頂點，我們就能得到一個四維的物體——超立方體。根據這樣的推斷，四維的超立方體應該是這樣的：
四維的超立方體：有16個點頂點（兩個立方體的頂點8+8=16）、32條邊（兩個立方體的邊和八對點的連線12+12+8=32）。
值得一提的是，以上所描述的四維超立方體頂多就只能算是它在三維空間的投影，真實的超立方體長什麼樣，我們這些生活在三維空間裡的生物幾乎是想象不出來的。因為，在我們的腦海裡，並沒有第四個空間維度。
三體迷
一維是線，二維是面，三維是立體空間，四維是彎曲空間。在物理學中描述某一變化著的事物時所必須的參數，這個參數就叫做維。幾個參數就叫幾維。簡單點來說，零維是點，沒有長度、高度及數量。一維是由無數的點組成的一條線，只有長度，沒有寬度、高度。二維是由無數的線組成的面，有長度、寬度沒有高度。三維是由無數面組成的體，有長度、高度、數量。
一個簡單的說法：n維就是2個以上的n-1維物體垂直所形成的空間。如果將四維空間定義為三維空間+時間軸，而三維空間+時間軸是另一種說法。前者也並非是什麼四維空間，而是空間得一種偽說法。
對於愛因斯坦的四維空間，人們普遍認為空間具有軸對稱性，或是中心對稱。比如，偌大一個三維空間的人進入四維空間，並且按照適當的方式旋轉一下回到三維空間，那麼他會被軸對稱一下，除非運用三維版本的麥比烏斯帶。當然沒有人進去過四維空間，所以這只是一種由二維空間的假想，無法進行實際驗證。
說空間是多少維的提法本身就有問題，應該這樣描述才對，空間以長度為單位來計量，可以看做是三個互相垂直的軸線所包含的區域，但物理空間並不僅僅侷限於此，還有能量場，引力場，微觀粒子等存在於空間不能用長度來衡量的區域。也就是說，空間從長度來看，具有三維性，但同時還有長度所不能描述的特性。另外四維空間在物理模型上是無意義的。因為按照n維座標的定義，第四維也應該是以長度為單位的軸線，這條軸線應該是垂直於其他三維的，長度為單位的軸線大家都能感知的，如果存在，我們肯定能觀測到，但大家都知道現實生活中是找不到這種情況的，所以現實生活中只存在數學意義上的三維空間。
XD158679914
高維空間是低維空間的展開模式。零維的點向兩端無限延伸變成一維的線；一維的線向兩側無限延伸變成二維的面；二維的面向兩側無限延伸變成三維的體。每次維度升級都是以零維的點組成的形狀變化而來。那四維是怎麼回事呢？其實就是三維空間中的每個零維點向四面八方無限延伸變化而成。在這裡可以看到維度越高，空間延伸的方式越複雜。這樣簡單說應該好理解了。我只偷偷告訴看我評論的人！^_^
五維空間同樣是四維空間的延伸。只不過我們的宇宙是由一個更大的宇宙中的黑洞爆發所形成的，我們宇宙的命運取決於這個巨型黑洞的發展。上面也說了：維度越高，空間延伸的也越複雜，展開的也越困難。搞不好更高維度（六維以上）的空間邊界被產生我們這個宇宙的巨型黑洞給吞噬了。人類很渺小，不知道什麼時候有能力擺脫我們宇宙的限制，穿越到母宇宙，有可能要穿越很多重子宇宙才能到達，但到那時人類才進入了沒有維度限制的極樂世界！
張華71623354
發些圖集給你，希望你能更好的理解
觀前
我想問題是問“四維時空”。這個在狹義相對論和廣義相對論裡是有所不同的。狹義相對論裡的四維時空比較簡單，稱為閔可夫斯基空間，其實就是四維的線性復空間（或稱偽歐空間，線性的意思大致就是說它各個維度都是“直”的，可以直接用矩陣運算）。復空間很簡單，和我們高中學的複數平面幾乎沒有任何區別，只是複平面是由正交的一個實軸和一個虛軸構成，而狹義相對論裡的四維時空是由三個實軸（空間）和一個虛軸（時間）構成，這個虛時間軸的量綱是ict，i是虛數單位，c是真空光速，t是時間。由於這種空間完全線性和正交，所以運算極為簡單，相對論裡關於速度疊加時間膨脹等概念可以直接由這個空間的數學性質得出，所以說其實只要有高中複數知識就完全可以理解90%以上的狹義相對論。廣義相對論裡的四維時空就要稍微深奧一點。它不線性。需要先從彎曲的（三維）空間講起，而為了便於理解，我們可以先從二維曲面開始，我們生活在地球表面，這就是一個球面，考慮古人，既不能上天也不能下地，他們可以感知地面是球面（其實古希臘人就知道這點），但對於他們來說，球的內部和外部都“不是世界的一部分”，他們的世界就是這個彎曲的二維空間，從數學上說就是一個“三維球”的二維表面。愛因斯坦認為我們的宇宙也是如此，我們能感知的三維空間其實是彎曲的，是一個“不規則四維球”的“三維表面”（再乘上虛時間軸就是彎曲的四維時空）。這個四維球並不是我們的宇宙的一部分，但存在數學意義。所以我們的宇宙就像一個氣球，所有星系分佈在氣球表面，宇宙不斷膨脹，就像氣球越吹越大。另外它並不平坦，有質量的物體會導致周圍時間的曲率增加，就像氣球表面受到壓力時的凹陷，任何物體的運動（此時不需要“力”這個概念）都是在走一條最“短”的路，由於受到空間曲率的影響而顯得並不“直”。進一步，當質量密度過大時空間曲率急劇增加而形成一個“奇點”（局部不可微分），就像一根針將氣球戳出一個尖銳的凹陷。這就是黑洞。假如兩個黑洞在時空凹陷的奇點連到一起，就把氣球打穿了，拓撲學上就是一個“虧格”，天文學上就是“蟲洞”，所以蟲洞可以用來做時空躍遷，並不是超光速，而是找到了一條“捷徑”，就像地球上從北極到南極，地表上要走2萬公里，但假如存在一個“蟲洞”，就是通過地心的一條隧道，那就只要1.3萬公里了。廣義相對論裡用到的時空幾何非常高等，一般實用微分幾何來研究，本文裡也只能說個大概意思。
帖木兒
四維時空是人類能夠觸及到的最高維空間，我們作為三維空間的生物，加上一個時間維，構成了四維時空，三個空間維度加上一個時間維度。但四維時空與四維空間是不一樣的，時間是用於描述物體的運動快慢，在空間維度上不可能用時間維來代替。那麼四維空間在物理學上指的是標準歐幾里得空間，這個空間不僅具有四維的潛力，開始拓展到更高維度。我們可以根據類比二維空間和三維空間的一些特性，以此對四維空間有一個清楚的認識。比如軸對稱性。在二維空間中，即一張紙，紙上畫的任何一種圖形都無法與自身進行軸對稱，你肯定要將這個圖形翻轉，增加一個維度之後，才能實現軸對稱。翻轉的結果就是進入三維空間，有了第三個維度介入，我們很容易就將這個圖形進行了軸對稱。
同理，在三維空間中的物體，要想與自身進行軸對稱，肯定要進入四維空間，多出來的一個維度能夠讓這個物體很快找對自己的軸對稱對象。這樣的類比可以清楚看出，在四維空間中的任何一個三維空間物體，都可以通過簡單翻轉得到軸對稱的圖形。這就是高維空間的神奇之處，也暗示一些星際航行的技巧可以從高維空間中獲得，比如能夠維持高維空間的文明就能夠掌握宇宙空間的奧秘，如果人類要進入星際航行，也需要掌握高維空間的奧秘。而我們所面臨的四維空間則是這個奧秘的第一關。
川陀太空
201170620
川陀太空
所謂維度，單純從數學上說，一個常見的定義（還存在其他很多種定義方式），就是精確描述一個位置、狀態所需參量的個數。比如在三維空間中，描述一個位置需要三個參量，比如用直角座標系，需要x,y,z；換成極座標系，可能是φ，r，θ。當然也可以定義其它各種座標系，然而不變的是，所需要描述的參量總是不會低於三個。如果出現低於三個的情況，一定是忽略了一些預設條件；而若多於三個，則是有冗餘條件。
進一步的，我們可以考慮更抽象的「空間」。比如我們描述一個人，可以有幾個基本的維度：{性別，年齡，身高，體重，膚色，髮色}，這是最基本的，這時，我們可以說，要比較簡單的描述一個人，需要六個維度，而同時，「人」就可以被放入這六維的空間之中。
我們要注意一個觀點，就是不要把「維度」神秘化。自己不能想象高維的空間（傳統定義的空間），便將之神秘化，甚至認為其不存在，這是不可取且非常「民科」的行為。我們只要稍稍將維度的定義明確，便可以發現其結構與上面描述人時用的結構完全一致，這就是對概念的推廣。推廣之後，我們完全就可以想象高維空間了。
另一個例子是「無限維度」，即一個「任意的函數」。比如說f(x)，每給定一個x，就會有一個確定的f(x)。與大家通常理解的不同，函數不一定要有一個簡短的表達式，用以可以寫在紙上。要能普適地描述任意函數（參量連續），這個函數一定是無限維度的。比如我需要知道f(0), f(1), f(2),以及帶小數點的參數。是需要無窮多描述的，這就是「無限維」。
而在不同的空間中，相同的動力學機制會有不同的描述方式。甚至說，原先極為複雜的描述，可能會因為空間稍稍增加一點複雜度，而大大簡化。比如說引力，以及引力與時空、物質的相互作用，如果選用適當的幾何進行描述，比如用更高維度的幾何，表達式就會簡化，而且對稱性更高，甚至可以發現深層的結構。
章彥博
目前的科學理論都是推測誰也沒真實體會……【重反星際】這個電影比較“深”的推測了一下4維空間:四維與三維之間的紐帶是波（與佛學一致），四維可以看見時空的幾何體隨意觀測，也就是你的前身後事都是設定好的（這點與中國周易很像）
一個國外科幻大片的製作很嚴謹，參與的權威科學家不少，不然上市就會口水一片，沒想到的是很多都與佛學不謀而合！所以通過物理手段感知四維與通過意識感知四維哪個更有效？
我個人認為:所謂人類已知的各種定律只適合三維，在四維中適用的太少，如同二維中主體的線段在三維中只是滄海一粟！假如你在二維探測三維，你永遠無法立起來哪根線……更別說增加了重力、時間……按此推測四維新增的定律簡直可以用天堂級形容不為過。
佛學早就闡述了波的能量與作用……同時對所謂的四維有過詳細的解釋可惜……很多人更願意相信自我的視覺、聽覺、感覺（所有這些覺都困在三維定律裡）
疆北眾聯
柏拉圖在《理想國》中有一個「洞穴比喻」：一群囚徒生活在洞穴裡，他們能看到的只是火光在洞穴的牆壁上映出來的自己的陰影，他們卻相信這些牆上的影像這些都是真實的事物。
洞穴的比喻對我們理解相對論和四維時空有著絕妙的用處，因為洞穴裡的人能直觀想象的是二維空間（牆上的投影），無法理解真正的三維空間，這就像我們人類很容易想象三維空間，卻常常難以理解四維時空。洞穴裡的人走出洞穴理解三維空間的過程可能有助於我們從三維空間理解四維的時空。
在洞穴裡，假如現在有個人運動起來，例如當一個人朝著牆走去，他看到自己的影子變大了，在洞穴中的其他人看來，真正有意義的「空間」只是展示著投影的牆壁（x軸和y軸），而這個人的運動發生在另一個維度（z）上，這個額外的空間維度就是洞穴中的人難以理解的「時間」。
為了解釋這種運動所帶來的效應，洞穴裡的「愛因斯坦」於是提出了一個洞穴版的「相對論」：運動的物體的尺寸會膨脹（正「時間」方向）或收縮（逆「時間」方向）。隨後，洞穴裡的「閔可夫斯基」看穿了這一切，他解釋說，其實真實的世界不是二維的，我們必須加上「時間」的維度，把空間擴展為三維。因為在「時間」軸上的運動，導致我們在二維空間中的投影發生了伸縮，在三維空間看起來，我們每個人的尺寸仍然是保持不變的。
三維空間中的閔可夫斯基同樣對於「時間」有自己深刻的看法。我們對「時間」之所以難以想象，其實就是因為我們同樣是在更高維的「洞穴」中生活的囚徒。在閔可夫斯基看來，儘管愛因斯坦的相對論是「相對」論，但如果我們站到四維空間的洞穴外，我們可以定義出一種新的「距離」，這種距離稱為時空間隔（spacetime interval），它是四維空間中的不變量。
