2019-04-11 22:02:37 佚名

學物理的金小哲

首先四維空間現在只是科學界的想象，存在不存在還難說。再說我們對於我們自己的世界尚且搞不清楚。人類對於時空的認知有些偏執，物質形成的時候，4維空間形成的概率不大，3比較穩定，沒有完全否定四維空間的存在。

人類對時空的瞭解太少。現在從時空結構談起。人類還無法想到物質的本體，時空結構，就是實體粒子的場，從時空結構看多維就容易了，可以做很多數學推算。人類為什麼不多看看時間，時間多維呢？這個更難吧，更有意思。

時空是物質的一體兩面，不會同時顯性，這就是測不準原理的根本。物質可以這樣表示，（S T），S表示空間，T表示時間，時空有顯性隱性，隱性的加虛數i。我們的世界是萬有引力的世界，三維空間一維時間，有沒有其他維度的呢，光子質量是零，空間維度沒有展開，定義為零，不是沒有，可能是正負空間的和為零，因為看得見光，所以時間維度為一維。如果這個光子的時間維增加一個維度呢，我們可能看不見了，因為一維的習慣了，這個速度是光速的二次方，三維時間則是三次方。因為時間不像空間那樣可以三維可以展開，時間是從前到後一直那麼流動，時間維只能疊加，疊加就是在維度上再次加速。

時間空間是對稱的，陰陽生陰陽合。

與其猜測多維空間，不如反過來看看多維時間吧。這個也好玩。

時空量子論

這是一個非常有意思的問題，我們先從眼睛說起。

我們在三維世界中，遇見的一切物體，不論是薄薄的紙張，還是立體的建築。它們的光線，最終都會投射到我們的視網膜上——一張二維的膜。而我們每隻眼睛所看到的圖像，也都是二維的。（雖然之後會通過雙眼視差來恢復，但基本還是二維的，因為你看不到背面）

這其實就是投影。我們再看看「二維的生物」如何看世界——它們的視網膜是一維的。可以論證，四維的生物，如果看世界，它們所看到的畫面，是三維的。一個盒子，可以同時看到裡面和外面，對於四維生物來說，無所謂三維的內外。

但是，我們進入四維空間之後，並不會得到這個超能力。就如二維的紙從桌上拿起來之後，也不會變成三維的物質一樣。我們進入四維空間之後，看到的仍然是二維的畫面。接觸到的，仍然是三維的物體。只是有一些奇怪的地方：

比如，有的東西會以奇怪的形式相交：

這是我幾年前繪製的四維球體（在三維上的投影）。注意看上下兩處，其實是自我相交了的。但在實際上，它並沒有自我相交，這只是視覺上的幻象。

而從物理上來說，如果高斯定理始終成立的話，那在四維空間中，庫侖力、磁力、引力，都會衰減的非常快。以至於以我們現在的原子排布，只要進入四維空間，就會立刻瓦解。

從前面的分析出發，你還能推理出四維空間看起來會是什麼樣的？

章彥博

身處三維空間的我們，其實是不可能想象或者畫出四維空間的。

就像題主說的，一維是一條線，二維是一個面，三維就是一個立方體，還有零維的點。

但關於四維空間，儘管我們可以用一定的數學語言描述，但真正的四維空間什麼樣，我們是沒法用其他語言描述的，甚至不可想象。

注意，這裡值得說明的是，四維空間是純粹上的四個空間維度，這和愛因斯坦描述的四維時空（三個空間維度和一個時間維度）有本質上的差別的。

上圖呈現的四維空間，其實只是四維空間的“超立方體”在三維空間的投影，從這個投影我們能瞭解到一些關於四維空間的信息，但就像我上面說的一樣，真正的四維空間對於身處三維的我們永遠無法畫出。

來自四維空間神奇的東西。

克萊因瓶是一種無定向性的拓撲平面，它沒有“內部”和“外部”之分。在三維空間裡，它呈現出來的就是瓶頸和瓶身相交，但在四維空間裡的，瓶頸和瓶身卻不是相交的。

相似的性質在莫比烏斯帶上也略見一二。

我們進入四維空間會發生什麼？

理論上，我們就處在四維空間裡，就像螞蟻也處在三維空間一樣，但它感知的世界只是二維空間，同樣我們感知的世界的卻只是三維的。

真正能感知四維空間的生物，它能自由穿梭於三維空間，就像我們人一樣不是活在一張紙裡。

我們認為的三維世界裡的沒有一點縫隙的銅牆鐵壁，對於這些感知四維空間存在的生物而言，這銅牆鐵壁，到處是通往外面的世界。三維意義上的監獄失去了存在的意義，而人類對此確實束手無策。

我們人類如果真的能進入並感知這樣的空間，對於三維世界的生物而言，它們看到的人類，可以說和神仙無疑了。

擋不住的熵增

要講明白這個問題，我們可以先假設一個二維世界的人進入三維世界會發生什麼？

如果我們能夠看得到二維世界裡的人，那麼我們只要輕鬆地在他身體周圍畫上一個圓形，那這個二維人就會一輩子被困在這個圈裡。圈外的二維人也看不到這個被困的朋友，他們想盡辦法終於打開了這個圓形。但在他們打開之前，你一使勁把這個二維人拽到了三維世界裡。等二維人打開“監獄”一看，怎麼可能，那個二維朋友竟然憑空消失了。

不可思議！無法解釋！

我想，如果我們進入了四維空間，或者說四維空間裡的人，也具有這種讓我們憑空消失的能力。只因為他們比我們多一個維度。

那，我們如果來到來到四維世界，看到的會是什麼樣子呢？

以三維世界的正方體為例。

在二維世界中，只有正方形的概念，在三維世界，正方形變為正方體，而在四維世界中，正方體繼續升級成為超正方體。它比正方體足足多了8個頂點，共有24個面。

四維世界只是比三維世界多了一個空間維度，但整個世界的樣子卻發生了翻天覆地的變化。

你可能會問，怎麼從三維世界進入四維世界呢？

很難！但並不是不可能。

這個是什麼原理呢？

我們假設二維世界是一張平面彈簧床，此時，我們放一個大質量的東西在這個彈簧床上，這個彈簧床會被壓出一個極深的大坑。當這個坑足夠足夠大，此時，你會發現，二維世界因為壓迫竟然相交了，二維動物進入了三維空間。

三維世界進入四維也是這樣的。而大質量的天體扮演的正是這種角色。

而大質量的天體，如黑洞、中子星等就可以起到這種效果，因為它們會將三維世界無限的彎曲，進而發生相交。

四維的時空真的很難想象是什麼樣子，就像二維世界裡，看到的我們一樣。

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科學重口味

不知道。時空通訊的認識是我們三維空間宇宙的人類永遠也進入不了四維空間。

空間維度是純理論的東西，在數學上有著重要的意義。但在實際事物中，我們可以瞭解不同維度的事物，但所謂不同維度空間生物只是一個科幻或者奇幻的話題，不具有實際意義。

在數學建模中，普遍認為，零維是一個點，這個點沒有長寬高，無限小，因此沒有體積。科學界普遍認知宇宙大爆炸前就是一個奇點，這個奇點就是零維時空，人類現有所有理論都無法探知和理解，所以可以說是理論禁區。

一維是一根線，這根線是由無數個零維組成的，有長度沒有寬度和高度，因此也是沒有面積和體積的。二維是由無數個一維組成，有長寬沒有高和厚度，因此是有面積的，卻沒有體積。三維就是我們的世界，有長寬高，是個立體形象，是由無數個二維組成的。
四維世界是個什麼樣子呢？數學建模認為四維空間是標準的歐幾里得空間，可以拓展到n維。

四維空間是由無數個三維組成，第四維度也和三維空間的x、y、z座標一樣，具有同一性質的空間維度。

這似乎是一個很難理解的時空觀，除了數學建模，在真實環境無法還原除三維空間以外的空間，而且對其他空間並沒有一個統一和清晰的認識。

對這個所謂的四維空間，有許多猜想，比如在劉慈欣的《三體》小說裡，就對四維空間有一些描述，進入那裡，人們可以看到一切物體的無限細節，也可以觸及任何最隱秘封閉的地方。這是一種十分需要想象力的描述。

但這個世界除了在我們所知的三維空間事物，在所有的維度並沒有出現過生命或者某項事物，甚至我們沒有體驗過真正的其他維度是個什麼樣子。

時空通訊認為，我們能夠看到其他維度的只有二維，就是影子。影子是比較符合二維事物的，它有長度和寬度，有面積，但沒有高度和厚度，因此沒有體積。

除此以外，什麼零維、一維、二維誰看到過？人們可以隨便說一個點一根線一張畫就是零維一維二維的，但我說的是上面描述的真正的0維、一維、二維空間，不是人們觀念中比喻的各維事物。

一張紙也有厚度，所以嚴格來說並不是二維事物。在紙上點一個點或者畫一根線，都不是零維和一維事物，因為墨水也有體積，一個原子或電子都有體積，因此，一個點和一根線都不是零維或者一維事物。

一些人認為螞蟻是二維世界的生物，完全是無知謬論。剛才說了，連電子都是有體積的，細菌和病毒都是由許多原子組成的，何況螞蟻。

四維空間就更無法看到，只有海闊天空任意想象了。

美國科幻影片《星際穿越》中，也無法描述高維度空間，只弄了一個無數方格子無數個窗口的空間，來表明不同維度的事物。其實那還是一個三維空間。

我們根本無法想象在這些不同維度所謂“空間”的生物怎麼生存，雖然有人描述了在二維空間和四維空間生物的狀態，還有理論認為三維是四維的投影，二維是三維的投影等等，都只是一種想象。

所以四維空間到底存不存在都不知道，更別說進入了。既然不能進入，當然就不會怎樣啦。如果真有四維空間，又能夠進去，當然也不會死啦。

人類最大的特點就是能夠心猿意馬的想象，那就繼續想象吧。反正想想不會死人，靠想象也弄不來飯吃，餓了就會回到現實中，回到我們這個三維世界，依然吃著三維食物繼續想象。

時空通訊

如果我們進去四維空間會發生什麼？

對於三維空間和低於我們三維空間的維度都很容易理解，因為我們可以看到它們，並且可以用圖像表達出來，但對於高於我們的四維或者更高維卻很難理解，畢竟我們沒見過，即使在圖紙上表示出來也僅僅是四維在三維空間裡的一個投影而已。

從1-4維空間的三維投影表達方式，前面三個應該無需解釋，但到了第四維就不好理解了。

從這個動圖裡可以看到，四維超體展開後除開中間的三維立方體之外還有另外7個包裹在外部的立方體，從這個上面似乎可以這樣來理解，我們的三維空間是被四維空間全方位包圍的，與一般意義上的包圍不一樣，這個無孔不入的包圍，從空間到每一個原子，四維空間的智能生物體可以看一個解剖立體圖一樣將我們看穿，只要他們想要看到！

但我們似乎很難理解這種方式，就像二維生物在莫比斯環上沒有回頭卻走遍了所有平面一樣，三維空間裡的克萊因瓶也一樣，我們能理解是因為我們能看到和理解這樣的表達方式！但我們能理解四維空間的表現方式嗎？

如果理解了四維空間，那麼我們進入四維空間後的最偉大發現就如中國歷史上傳說中“開天眼”一樣，可以從佛祖或者上帝的角度觀察這個世界，而不會被任何三維空間內的人員發現，並且四維空間應該是可以兼容三維生命的，因此即使進入了也不會有什麼危險，但如果缺乏對維度的瞭解的話，也許您會發瘋，因為看到的可能是毀三觀的發現！

星辰大海路上的種花家

在看各種科幻電影時，經常會發現電影中提到「維度」這個概念。而我們人類，則是生活在三維空間中，那你們有沒有想過。如果我們能夠進入四維空間，會有什麼變化呢？

我們是生活在三維空間中的，所以能感知到長寬高這三個維度。雖然我們在三維空間中，可以感覺到時間流失，但看不到時間的樣子，也沒辦法控制時間的變化，這就是三維空間的侷限性。而四維空間，則是在三個空間維度上加上了時間維度，所以想要進入四維空間，我們就要超脫於時間這個概念，也就是當一個人的絕對速度超越光速時。

那麼就能進入到四維空間了，在四維空間中的世界，也不再是我們日常所熟悉的樣子。人的身體有可能會被扭曲，當然如果能幸運的活下來，那就是妥妥的進入了上帝視角拉。我們能夠看到時間線上的每一個點，也就是在三維世界中的過去與未來，都會呈現出來。而且我們還能夠對裡面的世界進行改變，而三維世界中的人們卻感知不到我們的存在。

這就好比在二維平面中生活著一種紙片人，他們不能看到紙張以外的東西，而我們卻可以看到他們。如果在紙張上畫一個圈把紙片人圍起來，他就無法從圈內出來了，或者把紙片人從平面裡拿到其他紙張上，他們也是無法感知得到我們的存在。

找靚機科普君

說實話這個問題很難回答，因為目前是否存在真正的四維空間都難以定論。

什麼是四維空間?

所謂四維中的維指的是維度，如果簡單的來講就是通過一點能否做出四條相互垂直的直線。

空間在這裡就很好明白了，但是注意一定要把四維時空和四維空間區分開來。通常我們是如何表述四維空間呢?在數學中我們通常用投影的方式將四維空間表述出來。

在前面的回答中我曾說過，數學中研究高維是很有意義的，它不必對物理負責，可以隨便突破維度，但是物理必須則不可以，所以關於四維空間的存在與否還是個問題。

進去四維空間會發生什麼?

假設就算有四維空間，病並且通過一切方法進入了。但是如果一個人在四維空間生活，理論上他能觀察到的東西我們想象不出來，因為想象是用腦子中原有因素搭建新事物的過程。

或者我們可以用類比，四維空間看三維空間，應該能同時看到你的前後左右，裡裡外外，通通透透。

意味什麼呢？有可能在四維空間中即使是封閉得最嚴密的保險櫃，你依然可以從一個“側面”看見裡面的全部內容。甚至能看到螺絲釘。或者你擁有了玄幻小說中的“內視”能力，可以清楚的看到自己的肌肉、骨骼，以及血管裡面流動著的血液，就好像你自己被解剖了一樣。

總之，這一切都是猜測，根本不具有說服力。但是開開腦洞也不是不可以，你是怎麼想的呢？

科學認識論

其實不存在所謂進入四維空間的這種命題。當然這個地方也存在著四維空間定義的問題。

從愛因斯坦的觀念來說，我們就生活在由三個空間維度和一個時間維度構成的四維時空之中。但這個四維時空並不是完美的理想的四維時空，而是一個時間與空間交媾在一起的時空。中這個觀點上來說，我們就生活在四維空間當中，雖然是一個比較特殊的，但這就是我們世界的物理現實。

在現實之外當然也有各種理論描述的四維空間。包括數學中描繪的理想的四維空間。這種理想的思維空間四個維度都是空間維度，所以我們的大腦非常難以想象它的樣子。我們只能通過投影的方式來理解它，但就是這樣理解起來也是很困難的。大家看看下面的四維超立方體在三維上的投影（但實際上是以二維平面透視畫法的動畫來表現的）