三維空間(三維空間和四維空間的區別)

簡單說就是：四維空間比三維空間裝得更多。有些人會把四維空間比作是妖魔鬼怪，認為四維空間很虛幻，我們很難想象四維空間到底是什么樣子的。

但科學家并不這樣認為，他們試圖用四維（高維）空間詮釋自然規律。

那么，到底什么是四維空間？

用數學語言描述就是，四條相互垂直的直線同時穿過一個點，組成的空間就是四維空間。

但顯然，這種數學描述在我們看來是難以理解的，甚至是不靠譜的：數學早就告訴了我們，通過一個點只有三條相互垂直的直線，哪來的第四條呢？

我們無法想象第四條直線到底以何種方式存在，這很正常，因為如果第四條直線存在，肯定不在三維空間，而是另一個維度。就像一個二維生物（假設存在）很難想象一個點有三條相互垂直的直線一樣。

簡單講就是，四維空間更多地體現在數學概念里，比較抽象。而我們需要的是具體的物理學描述。

下面就盡可能地猜測四維空間的某些特點。

第一，四維空間比三維空間具有更大的包容力，因為多出來一條維度。直白來說就是，四維空間比三維空間更大。

第二，在四維空間里，想要從某個地方去往另一個地方，有更多的軌跡方向可以選擇。這就像我們所在的三維空間與二維空間的區別，從一個地方到另一個地方有更多的路徑可以選擇，而二維空間里只有一個路徑。

同時，如果一個人在四維空間里運動，在三維空間里的我們看來，他會突然消失，然后在其他地方突然出現。

第三，在四維空間里，可以把三維空間進行折疊，輕松實現時空穿梭。這就像三維空間里的我們可以把一張紙折疊起來，實現蟲洞效應一樣。

四維空間里的物體到底是什么樣子的呢？

簡單說，就是一種叫做“超體”的東西，超立方體。在超立方體里，每一個面都相當于三維空間中的立方體。

以上只是對四維空間的一些猜測和想象。不過科學是非常嚴謹的學科，科學家需要的不僅僅是想象和猜測，更需要實證還有對科學發展的一些幫助。

而愛因斯坦把時間當成一個維度，引入了物理學界，就讓物理學的發展煥然一新，這也啟發了科學家們的思維：當在物理學中引入高維空間后，物理定理和大自然法則的描述變得更加容易，更加簡單。

這也是為什么，如今的很多前沿物理論思想都是以高維空間為基礎和前提的，因為在我們的三維空間里，很多大自然法則是無法兼容，甚至會出現相互矛盾的結果，比如廣義相對論和量子力學。

而一旦把大自然法則放置在高維空間里，利用高維空間的超對稱性，矛盾瞬間化解，完成統一。

科學家們追求的就是終極的大統一理論，而利用高維空間追尋大統一理論，看起來更為簡單，也更加簡潔！