四維空間真的存在嗎？如果人類進入四維空間，到底會發(fā)生什么呢？

之前做過很多關(guān)于四維空間的科普，說實話沒有一次能把四維空間說明白的，但即便如此，我也不覺得有什么慚愧的地方，因為四維空間本來就不是一個真實存在的概念，本質(zhì)來講它就是一個虛幻的概念，或者說只是一個數(shù)學(xué)抽象概念，任何人都不可能給四維空間一個明確具體的定義。

但這并不是說對四維空間的科普就沒有任何意義了，畢竟我們還可以在三維空間的基礎(chǔ)上拓展四維，盡可能想象四維空間可能的模樣。

在此之前，需要強調(diào)一點，嚴格來講，單獨討論四維空間其實是沒有意義的，因為空間和時間是有機的整體，這點在愛因斯坦的相對論中表現(xiàn)得非常明顯?？臻g和時間都不可能單獨存在，說白了可以理解為兩者是一個東西的兩種表現(xiàn)形式。

這也是為什么有人會把四維空間理解為四維時空。不過很多人并不認為四維時空就是四維空間，甚至?xí)褍烧邍栏穹珠_，對任何把四維時空理解為四維空間的觀點嗤之以鼻。在很多人的觀念里，時間和空間是涇渭分明的，必須嚴格分開，時間就是時間，空間就是空間。

但不管你認不認同四維空間可能就是四維時空，但有一點是明確的：四維空間不能單獨存在，必須有時間這個維度，否則就沒有任何意義。也就是說，四維空間更嚴謹來講，應(yīng)該是五維度時空才對，也就是四維空間加上一維的時間。正如果我們生活在四維時空中，而不是三維空間。

之前我確實有分析過“時間就是四維空間中的一個維度”的科普文，有興趣的可以翻一翻之前的文章和視頻。今天暫且先把時間維度拋開不談，單獨科普空間維度上的四維空間。

首先，四維空間的定義到底是什么？

很抱歉，目前并沒有嚴格的定義，所有對四維空間的定義都是建立在想象和假設(shè)的基礎(chǔ)上?；蛟S數(shù)學(xué)概念上的定義顯得更為嚴謹，但也確實很抽象，并不能讓我們具體了解何為四維空間。

數(shù)學(xué)上的定義是這樣的，通過一個點，有四條相互垂直的直線組成的空間就是四維空間，這樣的定義看起來很嚴謹，但有一個致命弱點：我們都知道，通過一個點只有三條相互垂直的直線，第四條到底在哪里呢？

最聰明的數(shù)學(xué)家也不知道，所以只能用虛線去表達。這并不能怪數(shù)學(xué)家們，因為這與聰明與否無關(guān)，很可能是維度上的差距帶來的“降維打擊”，不要小看三維空間到四維空間只有一個維度的差異，這種差異很可能是永遠無法突破的。

直白來講就是，人類永遠想象不出現(xiàn)實中沒有見過的東西。不要不服氣：妖魔鬼怪現(xiàn)實中并沒有，人類不是想象出來了嗎？

確實，現(xiàn)實中沒有妖魔鬼怪，但你想象出的任何妖魔鬼怪和各種神仙在現(xiàn)實中都能找到“模型”。最明顯的例子，中國神話故事中的菩薩不正是勤勞善良的老百姓的化身嗎？再看看西方神話故事里的人物，其“模型”都是西方人，而不是我們中國人，這恰恰說明了所謂的神仙本質(zhì)上就生活在我們?nèi)粘Ｉ钪小?/p>

那怎么辦？如果說我們連想象都想象不出來四維空間的模樣，就更無法具體描述四維空間的特點了，難道就這樣結(jié)束本期的科普了？

當(dāng)然不是，有很多種方法可以讓我們通過類比等方法，間接想象四維空間可能的模樣。

還從數(shù)學(xué)概念上的描述說起，數(shù)學(xué)上對四維的定義簡單粗暴，就是在三維的基礎(chǔ)上硬生生地增加一個維度，通俗來講就是長寬高之外的第四維度。想象不出第四維度？

剛才說了想象不出很正常，但數(shù)學(xué)上就是這樣定義的，并把四維空間定義為“超體”，一種脫離我們宇宙的存在方式。

除了數(shù)學(xué)語言之外，還可以通過其他方式理解四維空間，比如說通過低維空間之間的對比。

想象一下比三維空間更低的二維，只有兩個維度：長和寬，就像一張很薄很薄的紙張一樣，但我們都明白，不管多么薄的紙張，其實都不是二維的，而是三維的。但我們都知道這并不重要，我們可以把紙張近似看做二維物體，甚至可以把螞蟻看做二維生物。

想象一下，一張紙上有一只螞蟻在不停地爬行，這只螞蟻一直爬到死，恐怕也爬不出那張紙。在螞蟻眼里，那張紙就是它的全世界，它并不知道紙張之外還有如此廣闊的世界。

還有，很多人小時候都玩過這樣的游戲，用臭臭蛋畫一個圈，把螞蟻困住。結(jié)果我們就會發(fā)現(xiàn)，螞蟻每當(dāng)走到那個圈旁邊，就會改變方向，試圖尋找一個沒有圈住它的“出口”，它并不知道，并不存在這樣的“出口”。

在我們?nèi)祟愌劾铮浵仭昂苌怠保涸趺茨鼙荒莻€圓圈給圈住呢？直接爬過去不就行了？或者說如果有跳躍或飛翔能力，直接跳過去不就行了？

但我們不能如此“苛求”螞蟻，我們把螞蟻看做是二維生物，它們當(dāng)然不可能想象出還有第三個維度，我們其實是站在“上帝視角”去甚至螞蟻的一舉一動，說白了就是“站著說話不腰疼”。

而此時此刻，或許就是來自四維空間的生物同樣站在“上帝視角”來觀察人類的一舉一動，你自認為“神不知鬼不覺”的舉動，很可能早就暴露在四維生物面前。

通過剛才螞蟻的例子，我們可以看出，在二維生物面前，生活在三維空間里的人類簡直就是“神”一般的存在，我們可以輕松“拿捏”二維生物，在拿捏的過程中甚至不會暴露出我們的任何信息。

就好比一個二維生物被一個圈給圈了起來，無論如何二維生物都走不出那個圈，但人類可以把那個二維生物解救出來，讓它逃離那個圈的束縛。

而二維生物無論如何都不可能察覺到我們的存在，因為我們的任何活動在二維空間里留下的任何信息也都是二維的，可能是“一個面”，“一條線”，甚至是“一個點”。二維生物不可能知道那是我們?nèi)祟愡@種三維生物留下的信息，肯定也會認為那些信息是二維信息。

在二維生物眼里，來自我們?nèi)S生物的信息可能憑空在某個地方出現(xiàn)，然后瞬間消失，過了一段時間，又憑空出現(xiàn)在二維空間里的另外一個地方。

如果二維生物擁有超高的智慧，他們肯定會去研究這種讓他們看來很“超自然”的現(xiàn)象，但他們大概率不會真的認為是“超自然”現(xiàn)象，只會認為那只是未解之謎罷了，等到他們的科學(xué)發(fā)展到一定水平，肯定會解釋那種“超自然現(xiàn)象”。

回過頭來，再想想我們?nèi)缃竦娜祟?，不正是如此嗎？很多人都聲稱自己見過無法解釋的“超自然”現(xiàn)象，但總是會被科學(xué)“嗤之以鼻”，認為所謂的“超自然現(xiàn)象”只是如今人類科學(xué)還不夠發(fā)達導(dǎo)致的，隨著人類科學(xué)的不斷發(fā)展，很多“超自然現(xiàn)象”自然會得到解釋。

當(dāng)然，我并不是說科學(xué)就是“錯”的，只是想用這種對比方法來試圖理解四維時空和四維生物。

不要小看這一個維度的差異，這種差異完全是“降維式打擊”，無論如何人類都無法逾越的鴻溝。很多人經(jīng)常把四維生物比作人類眼里的“神”，實際上四維生物比“神”還要厲害。

每當(dāng)夜幕降臨，緊閉房門的你，總感覺會很安全，家里就你和老婆兩人，可以放心大膽地做任何你們想做的事情，從來不會擔(dān)心有任何人能看到你們。但如果真的存在四維生物，就完全不是那回事了。

四維生物完全可以不通過房門，直接進入到你家里，就像游戲世界中的“瞬移”一樣。甚至根本不需要進入你家里，在“遙遠的天邊”就能清楚看到你和你老婆的一舉一動。就相當(dāng)于你穿著“皇帝的新裝”一樣，在眾目睽睽之下“赤裸裸”地站在大街上，而對此你毫不知情！

看到這里，是不是有一種毛骨悚然的感覺？

不要怕，剛開始我已經(jīng)說了，所有對四維空間和四維生物的描述其實都是想象和假設(shè)，誰都不知道四維空間是不是真的存在。

其實話說過來，不要總以為高維度空間很神秘，事實上低維度空間同樣神秘，我們同樣無法確定低維度空間是不是真的存在。

也不要總是把四維空間定義為必須是“空間”上的維度，這種定義太有局限性了，大大束縛了我們的想象力。正如一開始所講，為什么時間就不能是第四個空間維度呢？甚至不要說時間了，或許質(zhì)量，密度，意識等都可能是更高的維度！

為什么？因為四維空間本來就沒有明確的定義，為什么不能是其他顛覆我們傳統(tǒng)認知的維度呢？

完！