聚朋友之纵横中外
大家有没想过，我们所处的宇宙，其实是一个多维宇宙。
但可惜的是人类仅仅只是三维生物。
所以在我们的认知中，世界是以三维的形式呈现的 —— 一个只能用长、宽、高来测量实体的世界。
三维世界中，一个空间只存在三条相互垂直的线 x,y,z
而在四维空间中，却存在着四条可以相互垂直的线 x,y,z,t
而在四维，甚至更高维度生物眼中，除了长、宽、高之外，时间也有可能是具象的。
就跟《 星际穿越 》中所描述的一样，时间对于它们来说可能就是一座山，可以爬上爬下。
在物理的四维时空中，时间是除长、宽、高以外的第四个维度。
而在数学的四维空间中，第四个维度是未知的，可能是时间，也可能不是。
不管是哪个维度的实体，其实都有可能被我们所观察到，那当我们（ 三维生物 ）看到四维的物体时，眼前会是怎样的画面呢？
首先，我们先来理解一下维度。
一个点，因为没有方向，没有大小，所以它是零维的。
但要是空间如果同时出现了两个点，这时候它们就有了固定的指向，从点 A 到点 B 是有距离（ 也就是长度 ）的。
长度作为维度，就使得线成为了一维物。
两线确定一个面，此时，面不仅有了长度，还有了宽度，所有它是二维的。
但不管在一个面上，是画个人还是画坨屎，它都只存在于平面上，没有厚度，一旦赋予了它厚度，它就变得立体起来。
长度、宽度、厚度，构成了我们所在的三维世界。
在艺术家 M.C Escher 的画中，
二维的蜥蜴正试图变为三维实体，逃出画面
目前为止，从零维到三维的世界，我们都很好理解，因为高维生物能全面的、完整的观察到低维世界。
人类甚至不能在一个空间内对同等维度的物体进行完整观察，这就是为什么我们并不能透视。。。看不到墙壁背后的东西。
但接下来的四维可能就有些抽象了。
我们只有三维认知，而没有对更高维度的直觉。
所以四维物体呈现在我们眼前时，不管我们怎么看，对它的认识也只能是三维的，如果想要直观全面的看到它，甚至只能通过二维的图像。
而如果我们想要看到它的每个面、每个角、每个点，只能不停的变化它的角度，也就是说一次只能看到这个高纬度物体的一部分。
四维物体的三维世界中的横切呈现
试想一下二维世界的生物如何看到三维世界物体，可能对理解会有些帮助。
假设一个纸片人，想看看人类世界（ 三维世界 ）的球体长什么样，它眼里出现的画面是什么样的呢？
当然是球体的截面。
三维物体在二维生物眼里，只是一个截面。
纸片人通过横切面展示法看到的球体，
会是一条从短变长，再从长变短的线
对，这个时候，限制我们想象的不是贫穷，而是维度。。。
在四维空间向量中，第四个维度（ 有可能任何无法我们目前无法测量的东西，你要说是一种意识也不是不可以 ）是未知的，所以四维物体哪怕一个面一个面被展示在我们眼前，仍然很抽象。
四维超立方体球形投影后的模样：
不过，要是我们把第四个维度假设为我们熟悉的时间，也就是物理四维时空，就比较好观察了。
如果说，我们把一个人的静止状态，看做是是三维世界里的一个物体。
那加上时间这第四个向量，它就变为了四维生物，把它被逐步呈现，我们看到的四维萌妹就会是这个样子。
当然，当我们想要以上帝视角去看，甚至去想象这个不停变换的四维萌妹，在静止状态的全貌是什么样子时。。。
你能想象一个个体在 3 岁时，同时也是 70 岁吗？它能长什么鬼样儿？
emmmm，是不是大脑一片空白？
我是谁，我在哪儿，我在干什么，忽然一下子就哲 ♂ 学了呢
在偌大的宇宙里，人类是如此的渺小，很多现象我们没有办法解释，甚至没有办法想象。
也许整个银河系，也不过是外星人手里的一颗棋子罢了。。。
但这并不表示未知不存在，别忘了我们还有科学、科技，通过它们我们正在离未知越来越近。
差评
这是因为低维生物，眼里看不到高维生物，高维生物也无法理解低纬生物，要想理解，就需要先知道维空间理论，什么是维?
维空间是90年代的超弦理论的一种，宇宙是十一维构成的，而我们所处于三维。根据理论，零维就是一个点，没有长宽高。一维是一条线，没有宽，没有面积，体积。
二维就像电视上的画面一样，就是一个平面，只存在上下，左右不存在前后，只有面积没有体积。
三维则又多了体积，有了前后，而我们所处的就是三维。
四维则又多了空间。
上面的图片是根据理论，推测出来的四维，你可以试一下看看能不能找到最高点，这对于我们来说似乎是不能理解的，因为无论哪个角都是最高角，哪个也都是最低角。对于四维生物，我们更是想象不出来。
有人可能会问，为什么我们能想象出二维，却想不出四维空间是什么样?原因其实很简单，因为我们的眼睛就像是摄像机一样，而我们眼睛看到的画面是二维，只不过我们的大脑，把眼睛看到的二维画面以三维影响呈现在脑子里。因为我们眼睛看到的就是二维画面，所以我们能够想象出二维。如果有兴趣，你可以尝试一下，把你眼前的事物想象成画面，这样你看到的就像是二维一样，不过这仅仅是我的推测。
而我们想象不出四维的原因，和我们想象不出一维的原因一样，因为我们无法以直接或间接的方式，看到或接触到。
传统磨练
首席投资官评论员门宁：
人类是可以想象出四维空间的，已经有很多科普文章来介绍多维度的空间，但是大部分人仍然不理解四维空间。
我看到很多人的答案里仍然把时间作为一个空间维度，这点我是不认可的，时间与空间完全是两个概念，并不能混为一谈。大家愿意相信时间是第四个维度，只是因为时间是我们可以观察体会并计量的。因此在考虑空间维度时，第一个想要加上的就是时间。
但为什么我不认可，需要看接下来的分析。
我们衡量空间的尺度，有距离、面积、体积，这几个词刚好是用来形容一二三维空间。
一维
一维空间只是一条线，线上只可以向前和向后，这条线可以是直的，也可以是弯的，甚至可以是螺旋的，但是无论什么形状，处在这个空间上的物体只能向前或者向后移动。
比如从A点到B点，只能沿着这条虚线走完（想想一下蚊香燃烧），不可能绕过中间的线到达B点。
二维
二维空间是一个平面，是在一维空间基础上增加了一个维度，仍然是从A点运动到B点，物体运动不必局限在原来的那条线上，而是可以通过其他路径（如CDEF）到达。
我们回到一维空间看这个问题，假如有人站在AB点中间，A点有一只小狗，小狗沿着二维空间的C线到达了B点，这个人会吓傻了，因为他看到的会是小狗从A点消失了，然后到达了B点，实现了空间上的穿越。
判断一个空间是否维度更高，就是看这个空间能否较低维空间实现穿越。
三维
理解了一维空间到二维空间的变化，就可以理解二维空间到三维空间的变化。三维空间无非就是在平面上加了一个高的概念，在二维空间物体只能贴着平面运动，到了三维空间就可以跳了。
三维空间是我们生活的空间，大家不用想象就能理解。
四维
四维空间相对于三维空间，又多了一个维度，但这个维度不可能是时间、温度、密度等等我们日常生活中使用的尺度，因为我们通过这些都不能实现在三维空间的穿越。
想象一个，一个人可能沿着时间从你背后消失，到达你面前吗？这是不可能的。
四维空间是在三维空间的基础上，又开辟了一条路径，可以绕过我们熟悉的三维空间，实现在三维空间的不连续移动。
我帮大家描绘一种场景来理解这个问题：平时大家上班，可以选择步行、公交、开车等方式。突然有一天打开门的时候，发现门外是一个完全没有见过的地方，你出后们走了几步到达另一个门，一打开门发现是单位。你并没有在原来的世界中移动，而是通过一个新的空间，实现了在三维世界中家到单位的转移。
你生活的三维世界，加上那个完全没见过的地方，就是四维空间。
首席投资官
不要说四维了，人类其实连三维空间都并不能真正掌握。
让我们先谈谈相对简单的事儿，比如成为一个优秀的职业棋手，需要哪些素质。成为一个优秀的职业棋手，最重要的能力之一，就是拥有强大的处理二维平面上图形变化的能力，虽然中国象棋、国际象棋还是围棋的棋子都是立体的，但这些棋类的游戏的本质，其实都是二维平面上的游戏。可就算是二维平面的游戏，又有多少人玩得好呢？
图示：真三维国际象棋，但没有人真的愿意下这种棋，这对人脑来说太难了。
但不要沮丧，因为我们的大脑，本来就不是用来下棋的。我们的大脑是用来生存和繁衍的。下棋这种事儿在从前都是吃饱之后的娱乐，与生存和繁衍无关。
虽然，人类生活在三维空间中，但其实我们并不能真的掌握三维空间。比如机械工程中，我们需要把三维物体拆开成二维物体才能真正理解并进行制造。机械制图中著名的三视图就是这个原理，将三维物体，投影到三个平面上，将其拆解成二维物体，这就是著名的三视图（俯视图、正视图、侧视图）。这才是符合人类能力的理解方式。
图示：飞机外观的三视图。
人类感知的其实是大脑合成的假三维体验
我们的双眼看到的其实都是二维平面，这是因为我们的视网膜就是二维的，所以我们根本不能真实地看到三维物体。我们看到的只是三维物体的二维投影。那么人类是如何产生立体视觉的呢？
图示：三维物体投影到我们的视网膜上形成的是一个二维的投影。还是一个上下颠倒的影像，不过这问题不大，大脑会自动将它纠正过来。
图示：立体视觉原理
我们的左右两只眼睛基本位于同一个平面，这是形成良好立体视觉的需要。这样左右两眼所看到的影像就会稍有差异，大脑将左右两张图像叠合在一起，就能感知到立体图像了。从前有种简陋的立体照片，就是利用这个原理来获得的，分别拍摄两张照片，你在观看时，将这两张照片合二为一就会产生一个立体的幻象。
图示：通过左右抖动画面，是否觉得画面中的金字塔多了立体感？
搞懂了这个道理，历史上很早就有人制作出了三维电影，但是那时候技术条件有限，三维电影热闹了一阵就烟消云散，直到三维阿凡达电影问世，那精妙绝伦的三维影像，才真正得到了观众的认同。自此之后，每年都有三维电影的大片问世。
实际上，通过计算机的换算，一些画家可以在平面上画出极其逼真的假三维物体，这充分证明我们的大脑中所感知的三维立体影像，其实只是一种幻觉。
图示：比利时画家本海因令人印象深刻的铅笔画。
用立体投影制造虚拟四维影像
不过，虽然我们不能直接在大脑中模拟出四维物体，那只是因为我们的大脑压根不需要去想象一种压根不存在的的东西，但自从我们发明了数学和几何，我们就拥有了拆解任意维度的非凡能力，我们可以把难题变得简单。
我们甚至可以给四维生命制作一个四维电影，只需要有真正的立体投影术即可。
图示：立体投影仪投影的真3D地球影像。
既然人类能在二维平面上创造出三维幻象。那么四维生命也能通过将四维物体投影到三维空间中，制造出四维幻觉，这里我们假设它们的视网膜是三维视网膜，它们观看的其实同样是四维物体的三维投影，然后在它们的四维大脑中，合成为假四维影像。
著名的卡拉比-丘成桐六维空间
现在，我要说一下，不是所有人类都无法想象高维空间，至少某些人能用某些奇特的方式想象高维空间，比如大名鼎鼎的几何学家卡拉比。1954年，卡拉比提出用一个具有某种特定数学性质的紧密蜷缩的高维空间来解决粒子物理学中遇到的问题。但当时几乎所有数学家都不相信这样的高维空间可以在数学上真实存在。注意，先不论现实问题，而是在理想的纯数学世界中，这东西是否能够存在。
虽然，卡拉比提出了猜想 ，但他自己并没有证明这个猜想，最终是由中国数学家丘成桐证明，在数学上允许存在这么一种特殊的空间，并且它至少有六个维度，即是一个六维空间。上图就是卡拉比-丘成桐空间的三维立体投影。下图则是丘成桐的故乡，将这个图形放在市广场中心，作为纪念。
图示：2018年12月22日上午，直径2.6米高3.6米自重5吨的卡拉比-丘成桐空间雕塑，在丘成桐家乡蕉岭落成。
裸猿的故事
为什么想象不出来？那是因为在我们的印象中，世界就是三维的，我们没有见过四维世界，因为人是三维生物，对于更高维空间无法感知，就像二维生物蚂蚁同样也无法理解三维世界。
高维空间作为几何对象是很难理解的，作为代数对象却相对容易理解。根据我们日常对一维、二维、三维空间的印象。一个空间有多少维，就是在这个空间中能做出几条互相垂直的直线，或者说有几个相互垂直的方向。以此类推，四维空间就是在左右、上下、前后之外，还有一个与它们垂直的方向的空间，这个定义一目了然，但是人脑却很难想象出来。
这个世界只有三个维度，在19世纪的时候人们就已经认识到世界上有更高的纬度，但是那个时候人们认为是灵魂的维度，而在爱因斯坦和他的老师闵可夫斯基之后，四维物理学才正式诞生。但是这里的第四维度是时间，而且时间在数学表达上和空间维度不一样，它们相差一个负号。而真正有意义的空间高维度理论却来自于弦论，弦论以及其后续的M理论允许空间十个维度，时间一个维度的世界，我们人类无法想象出这样的空间高维度，因为我们只生活在三维展开的世界上，更高维度蜷缩在极小的尺度。想象一根细线，你从远方看的时候觉得是一维的，但是对于一只在那上面的蚂蚁来说，便是二维尺度的。
仅仅是靠人眼是很难想象四维空间的，我们可以借助数学中的代数来加深理解，四维空间就是在三维空间的基础上多加了一个时间。相当于在立体几何的坐标基础上，加上了与长宽高都垂直的一个方向的空间，我们把四维空间表示为（x,y,z,t）而人类却可以表示为（x,y,z,0）。我们这个世界虽然存在时间的概念，但相当于四维空间中的t值变成了0，我们这个世界是四维空间的一个“投影”，而四维空间中的时间与长宽高相互独立，与我们的世界没有交集，无论怎么样我们都不可能与四维空间在同一个时间里，自然无法想象。
严格的来说，我们生存的宇宙空间微观上是不连续的，按照广义相对论的观点，时间和空间应该是“交缠”在一起的，共同构成一个有复杂整体的四维洛伦兹流体形。我们局部看到的时间和空间可以分开，空间好像是“线性空间”，不过是因为我们的视野太小而已。
镜像科普
猫匆匆
为什么人类想象不出四维的空间？
人类对于维度总是百般好奇，总觉得我们周围有更高的维度...比如总觉得有平行世界、或者另一个维度生活着外星人、或者认为有超级文明在更高的维度观察我们....因为未知与疑虑，所以我们总有一种迫害妄想症！当然也不能说人类想象不出四维空间，因为我们无法从更高的维度观测我们这个三维世界，因此要完整的想象出四维空间的结构是很难的。
这是从0维到四维的三维投影，从左侧0维到3维理解起来应该没有问题，因为自身的维度和比我们低的维度都能够观测到，比如下图的魔比斯环:
不用回头就能走遍正反两面，如果对于二维生物（如果有的话）肯定是难以理解的，因为这是它们本身的局限，而我们三维空间中则能完整看到他们在魔比斯环上绕的圈圈！
比如上图的克莱因瓶，如果有人在我们的三维空间中制造出这样一个独立空间的话，相信各位肯定觉得是活见鬼了，其实这和魔比斯环是一样的，我们能看到他们的“鬼”，但却见不到我们空间的结构已经改变了！
这是一个四维在三维中展开的GIF图，当然这只是我们对于四维空间的认识，即使用GIF表现也只是四维在三维空间中的投影而已，仅仅辅助理解，但四维空间到底是个什么样的空间，我们在三维中能想象出它们是包裹在我们三维空间外部的一个空间，而这个包裹是无孔不入的，也就是说包括我们的身体和内部构造和我们所有的建筑与装置，只能四维空间的观察者想看到就能看到，无论你用什么阻隔，对于更高维度的观察者来说就是透明的，而且来去无阻！
当然这仅仅是我们的理解而已，是否正确无法证明，或者有待于未来对于空间理解透彻之后的验证，也许线索就藏在遥远宇宙空间的暗物质和暗能量中！
星辰大海路上的种花家
四维、三维、二维、一维这些名词最多的还是在网上看到的，下面这些回答大部分也和网上的差不多。我不知道这些解释最早出自于哪里，维度又和时间相关联，貌似又变得很复杂，我曾经对于那些解释也比较相信，但感觉又经不起进一步推敲，借着这个机会正好说说自己的看法。
时间属于维度吗？
这个可以肯定的说，时间不属于纬度，四维空间并不是三维+时间轴组成，也不要把四维空间和数学中四维模型相混淆，时间是什么？时间只是人们虚拟出来的一种计量方式，用来表述物体的运动，也就是说，如果整个宇宙包括原子都是静止的，那么时间就是静止的，时间是由物质运动所产生，因此时间旅行是不可能实现， 这里要补充一点回到过去，是不可能的，但是有可能会到达未来，因为时间是由运动产生，物体的相对速度不同，如果相对速度差别很大，那么他们所经历的时间就会相对不同，运动慢的物体时间就会过得比较快，运动快的时间就会过得比较慢，因此运动快的相对于运动慢的就好像是穿越到了未来，这其实就是爱因斯坦相对论。既然时间是不可以回到过去，一直向前，所以就不可能是四维空间的一个维度。反过来说如果是四维空间的一个维度，那么肯定是可以回到过去的，就像你可以向前走也可以向后走，所以长度是一个维度。
空间只有三维，没有其它维度
一个点、一条直线、一个平面都是三维的，根本不存在零维、一维、二维，因为构成物质的粒子是三维的，你在一张纸上画一个点、一条线，包括这张纸都是由基本的粒子构成，当然是三维的了，人只能看到平面的东西，但是可以在大脑中将平面东西转变为三维，按照这个规律，如果人类要发现四维空间，就必须直接观察到三维，而且还要取决于人类的大脑能否将三维转化为四维。就像色盲无法看清颜色一样，这是由于身体机能的限制，同样受制于身体机能的限制，人类只能观测到所谓的二维图像，无法观测到三维立体，所以人类是永远都无法想象出四维空间的，就像画鬼容易画人难，去虚构一个大家都没见过的东西显而易见是容易的，这也是网上有很多四维空间想象图的原因。
还能不能让我起名了
四维空间到底存不存在，现在是个未知数，但是假如它存在，那么就可以通过某种形式影响三维空间，进而被我们感知到。
现在，我带大家做几个简单的试验，来展示高维空间可能对低维空间产生的影响。
首先，准备一张A4纸，在上面画一个毛毛虫，起名叫作“虫虫”。虫虫是个二维生命体，一生都生活中这张A4纸上，并且认为这就是它的宇宙。它也热爱研究物理，它发现宇宙的大小是210mm×297mm（A4纸大小），宇宙质量是4.37克（A4纸的大概质量），而且宇宙是个光滑的平面。
虫虫只能看到自己的宇宙，它很快就把宇宙研究透彻了，认为自己是伟大的天才……
然后，你拿着以下工具登场了，剪刀、一杯水、手电筒。虫虫万万没想到，还有个三维空间智慧生物，正饶有兴致的看着它和它的宇宙！
现在开始实验：
第一步：你拿着纸，卷了一个桶状，虫虫发现自己瞬间从宇宙的一端到了另一端！这太不可思议了！
第二步：你在纸上泼了点水，虫虫发现它的宇宙质量变大了，这是怎么回事？？（当然是因为纸湿了……）
第三步：你拿手电筒在纸上照了一下，虫虫发现自己宇宙中的某个地方温度升高了！！（光带来的热辐射……）
第四步：你拿剪刀在纸上剪了个洞，虫虫走到这里，不小心掉了下去，离开了它的宇宙！哦！最后，虫虫终于被你整的崩溃了！！
我们看一下这几个试验，很简单、也很理所当然，但是里面可有大学问！！
首先虫虫只能生活在它的宇宙中（纸上），它看不到三维空间，它所研究的物理学只在纸上成立。因此它不可能理解三维空间的物理。
那么，我们泼水，对虫虫来说，就是它的宇宙质量无缘无故地增加了；我们照射光辐射，就是它的宇宙温度无缘无故地升高了；我们卷曲纸张、剪个破洞，就是改变了虫虫宇宙的空间结构，让虫虫在它的宇宙中穿越或者消失……
同理，四维空间也可以影响三维空间，而让我们无法解释。你可能会说，四维空间不一定有智慧生物！其实不需要有智慧生物，只需要有物质，例如四维的星体，如果它和我们的三维空间相接近或者相接触，都可以对三维空间产生影响！（三体这本书中提到了降维打击，有点相似）
那么我们世界中一些尚且无法解释的现象，例如看不见的暗物质、找不到的暗能量，为什么不能解释为四维空间对我们的“泼水”和“照光”？！
还有如一些神秘现象，例如幽灵船（船员莫名消失）、百慕大三角等，为什么不能解释为四维空间对我们空间结构的改变？！
当然，我希望这些问题，都能在我们自己的宇宙中，用我们的物理学找到答案；但是如果未来真的做不到，不妨考虑一下高维空间影响的可能性。而且，我们一定可以通过这种影响，部分地倒推出高维空间的景象。
所以，如果四维空间真的存在，我相信人类一定有可能描述它的景象！或多或少而已！
毕竟，“虫虫”只是虫虫，而我们，是智慧生物！！
东升西落——专注回答科普问题的理科男，研究生学历，酷爱物理学及科普著作，高中时就加入物理兴趣团体，登过天文台，看过望远镜，找过室女座……。
回答特点：力求通俗而准确，严谨而活泼
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东升西落
没吃过猪肉也没见过猪跑，但是听过猪的传说
人类是土生土长的三维生物，接触到的宇宙万物信息也是三维信息，人类用于感知世间万物的器官不是眼睛而是大脑，而大脑是无法想象出一个从来没见过的东西。
0维是一个没有大小的点，1维是无限长的一条线，2维是无限延展的平面，3维是我们日常生活中感知到的世界，四维物体虽然没见过，但是有动态图
这个四维物体的展开图看完也是一头雾水，人类的大脑模拟不出其变换方式，只能通过数学模型用计算机模拟。
思维空间一定比我们现在的空间多一个方向，而且从四维空间观察三维或者更低纬度空间，就会一览无余，在四维的人看我们的世界将没有任何东西可以阻挡住他的视线，一切封闭的物体在思维空间的人看来都是展开的，通俗的说四维空间的人都有透视眼。
