透視萬物能看到四維空間嗎？

在物理學和數學中，一個n個數的序列可以被理解為一個n維空間中的位置。當n=4時，所有這樣的位置的集合就叫做四維空間。這種空間與我們熟悉並在其中居住的三維空間不同，因為它多一個維數。這個額外的維數既可以理解成時間，也可以直接理解為空間的第四維，即第四空間維數。四維空間是一個時空的概念。簡單來說，任何具有四維的空間都可以被稱為「四維空間」。不過，日常生活所提及的「四維空間」，大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的「四維時空」概念。根據愛因斯坦的概念，我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係，是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又多了一條時間軸，而這條時間的軸是一條虛數值的軸。根據愛因斯坦相對論所說：我們生活中所面對的三維空間加上時間構成所謂四維空間。由於我們在地球上所感覺到的時間很慢，所以不會明顯的感覺到四維空間的存在，但一旦登上宇宙飛船或到達宇宙之中，使本身所在參照系的速度開始變快或開始接近光速時，我們能對比的找到時間的變化。如果你在時速接近光速的飛船里航行，你的生命會比在地球上的人要長很多。這裡有一種勢場所在，物質的能量會隨著速度的改變而改變。所以時間的變化及對比是以物質的速度為參照系的。這就是時間為什麼是四維空間的要素之一的原因。

四維：一種時空概念，多是指愛因斯坦相對論中提及的「四維時空」概念，即我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係，是在三維的架構上的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸。

第四維數可以用空間的方式理解，即一個有四個空間性維數的空間（「純空間性」的四維空間），或者說有四個兩兩正交的運動方向的空間。這種空間就是數學家們用來研究四維幾何物體的空間，與愛因斯坦提出的時間作為第四維數的理論不同。關於這一點，考克斯特曾寫道：

把時間作為第四維數帶來的好處即使有的話也是微不足道的。實際上，H. G. 威爾在《時間機器》中發展的這種十分吸引人的觀點導致了J. W. 杜恩（《時間實驗》）等作者對相對論的非常錯誤的理解。閔可夫斯基的時空幾何是不符合歐幾里得體系的，所以也就與當前的研究沒有關係。- H. S. M. 考克斯特, Regular Polytopes從數學方面講，普通三維空間集合的四維等價物是歐幾里得四維空間，一個四維歐幾里得賦范向量空間。一個向量的「長度」x=(p,q,r,s)，也就是勾股定理向四維空間進行的很自然的類比。這就讓兩個向量之間的夾角很容易定義了.關於維度對人的影響，有一個很有趣也很生動的例子，我們先假設一些生活在二維空間的扁片人，他們只有平面概念。假如要將一個二維扁片人關起來，只需用線在他四周畫一個圈即可，這樣一來，在二維空間的範圍內，他無論如何也走不出這個圈。現在我們這些生活在三維空間的人對其進行「干涉」。我們只需從第三個方向（即從表示高度的那跟軸的方向），將二維人從圈中取出，再放回二維空間的其他地方即可。在我們看來，這是一件簡單的事，但在二維扁片人的眼裡，卻無疑是不可思議的：一個人明明被關在圈內，怎麼會忽然消失不見，然後就出現在另一個地方！

再舉一個例子，當我們把一個三維球體拿到二維人面前，他們會覺得「球」的概念不可思議，要麼否認有球體存在，要麼認為它很「神秘」。同樣道理，當一個四維球體來到我們三維人面前時，我們這些三維人也只能看到圓或球，絕對不會認為是此外的圖形。由於我們的想像力和理解力無法達到，因此當別人和你說這是一個四維的超球體時，你一定會覺得很神奇！

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