什么是四维空间？三维空间只是四维空间的投影？

爱因斯坦在相对论中，提出了三维空间的理论，并且认为我们生活的宇宙，由三个空间维度+一维时间组成，统称为四维时空。

按照爱因斯坦的理论，我们的空间维度为三维——长、宽、高，处在三维空间的物体，可以在这三个维度中自由移动。由于我们生活在三维空间，因此我们可以直接了解一维空间和二维空间。

但是，三维空间就是空间的最高维度吗？会不会存在空间的第四维度，甚至更高的额外维度呢？

三维空间，只是四维空间的投影？

四维空间对于我们来说，是一个完全没有接触到的领域，就像一维生物无法接触宽度、二维生命无法接触高度。但是通过维度的逐渐提升，科学家可以找到四维空间的一些规律。

如果将二维的面进行投影，可以得到一维的线；如果将三维的立体物体进行投影，可以得到二维的阴影面，由此可以判断出——如果将四维物体进行投影，或许可以得到三维效果。

但是从三维空间的角度来看，投影带有长度、宽度、高度，四维空间的物体非常难以想象。

因此科学家认为高维度的空间，或许存在于更高维度的宇宙之中，或者是人类目前的科技能力无法感知到第四维的存在，因此无法理解四维空间的相关推测。

从宏观角度来看，三维空间已经足够使用，可以前往空间中的任何地方，但是从微观角度来看，想要统一基本力，拥有额外维度是一种有效的解决方式，弦理论甚至提出十维宇宙，这样弦理论中的基础“弦”，就可以在十维空间中进行复杂振动，进而形成丰富的微观粒子。

四维空间有哪些特点：

人类从来没有接触过四维空间，简单来说，就像是让一个从来没有见过大象的人，想象一下大象的模样。

科学家只能通过对一维空间、二维空间、三维空间的递进认知，来推测四维空间的可能性：

第四维度的垂直性：

一维空间的线条，增加一个垂直维度，就可以形成二维平面；二维平面增加一个垂直维度，就可以形成三维立体，因此在已有的三个维度上，再增加一条垂直线，或许就是第四维空间。

但是在长、宽、高三个维度中，找到与三个维度垂直的线条，目前是无法实现的事情。

第四维度的透视性：

一维线条，从二维视角来看，线条可以一览无余；二维平面，如果从三维视角来看，平面可以一览无余，内部也可以清晰看到。

因此从四维空间观察三维物体，应该可以直接看到三维物体的内部，因此三维物体对四维空间来说，并没有内外之分，这也是克莱因瓶等物体的设计初衷。

低维度空间可以影响高维度空间吗？

想要直接找到四维空间，是很难实现的事情，但是科学家提出了一个疑问——如果低维度空间存在生命，那么生活在二维平面上的生命大声说话，三维空间可以听到吗？

如果低维度空间无法干涉高维度空间，那么人类在三维空间中，想要找到并进入四维空间就会非常困难。

科学家以低维空间可以干涉高维空间为基础，进行了引力实验，通过观察三维物体的精确引力作用，寻找引力作用被四维空间干扰的证据。但是实验发现万有引力全部源于三维空间。

虽然实验结果可能只是因为人类仪器精度不够导致，但是这也说明三维空间很难影响到四维空间，或者根本无法影响四维空间。

总结：

空间的额外维度，是很多科学家希望证实的一个理论。

如果可以证实额外维度的存在，那么平行宇宙理论、弦理论等物理学理论，就可以找到确切的依据。

额外维度的存在，也可以帮助科学家解释物理学中的很多现象，从而帮助科学家更进一步了解宇宙空间的真相。

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发布媒体：好百科 作者：新初科学