什么是四维空间（请小费同学指正） [复制链接]

老贾

主楼

发表于 2021-4-1 16:05 |只看该作者 |倒序浏览 |

目前人们对宇宙维度的普遍认识是受爱因斯坦的影响，认为宇宙是四维的，包括三维的空间和一维的时间。但是，霍金曾提出的宇宙模型却给出了11维空间，这显然是我们常人很难理解和感受的。其实我们可以从低到高来逐步理解。

假如空间是一维的，也就是一条直线，一个点就能成为屏障，把空间分为两个部分，左右不能跨越。如果空间是二维的，也就是一个平面，一个点就不能成为屏障，我们可以很容易绕过它。一条无限长的直线可以成为屏障，把空间分为两个部分。我们现在认知的空间是三维的，一条直线就不能成为屏障，我们可以像跳高一样地跨过它。一个封闭的盒子可以成为屏障，把空间分为两部分，里和外。至此，这是我们常人认知的极限。

我们无法理解幻术大师（不是魔术）大卫为什么可以跨越封闭的空间，比如逃脱，比如穿越长城。传说的崂山道士可以穿墙。因为我们常人能感知到的空间只是三维的。经过霍金等高人的指点，我们认识到，我们的世界是不止三维的，大卫的幻术可能是真的。大卫肯定不是一个常人，我感觉他至少能进入四维空间。对于他，一个封闭的盒子不能成为屏障，他可以通过更高维空间轻松跨越（穿越）。

我们可以通过降低维度的方式来理解。就如小费同学说的，她以为蒙猪只是二维的，就如图片上的蒙猪，我们画个圈就能画地为牢地困住他。但是对于一个三维空间的真实的蒙猪，一个圈当然无法困住它，他一抬腿就出去了，我们需要一个三维的封闭的猪圈才能困住他。如果蒙猪真是神，他能够进入高维空间，一个封闭的猪圈是困不住他的。就像能进入高维空间的大卫，一个三维的封闭的盒子是困不住他的。生活在三维空间的人不能理解大卫的幻术，就像一个二维空间的人看着蒙猪能逃脱一个封闭的圈感到很神奇一样。

那么，四维空间到底是什么哪？还是从低维举例来说。在一维空间里（一条直线），两个方向相反的箭头是无法重叠在一起的，但是在二维空间里（平面），通过转动它们就可以重叠在一起。可以想象为，取两个箭头之间的中点来对折这条直线，两个箭头就重叠在一起了。也就是说，二维空间是弯曲了的一维空间。

我们的左右手是对称的（忽略生物差异），把左右手在一张白纸上按出手印，如果空间只是二维的，就像这张白纸，两个手印可以在二维空间中移动，但是它们是无法重叠的，但是在三维空间，它们就可以通过翻转重叠在一起。可以想象为，取两个手印中间的一条直线，对折这张纸，两个手印就可以重叠在一起了。这个过程其实就是在三维空间中实现的，也就是说，三维空间是弯曲了的二维空间。

作为三维的左右手也是对称的（镜面对称），我们的左右手可以在三维空间中自由移动，但是我们无法让它们重叠，就像左手不能戴右手套，右手不能戴左手套。但是，同理，在左右手中间取一平面，就像那个镜面，将三维空间对折，我们的左右手就可以重叠在一起。至此，可以这么说，四维空间是弯曲了的三维空间。

多维空间可以以此类推。

说到这里，大部分人可能感觉无法理解了，这也很正常，因为我们大都是凡夫俗子。

这些还都是自然数维度的，据说还有整数维度，也就是还有负数维度。据说还有实数维度，也就是还有分数维度，比如3.5维空间。是不是还有复数维度？这些俺就不知道了，这得请小费同学给大家讲解了。

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