本文原创作者：水木长龙

在我们生存的这个宇宙，这个世界，我们只相信我们眼睛所能看到，耳朵所能听到，感官所能感觉到，大脑能够理解的事物。对于我们而言，我们对我们宇宙的理解、认知和定义，就如同生活在鱼缸里的鱼一样，只能看到自己能看到的东西，便以为是整个宇宙的组成部分。

如果没法印证“眼见为实”的惯性，又有多少人会真正地相信，在我们这个宇宙之外，可能还存在着无数的其它宇宙，在我们的三维空间之外，还存在着更高的维度空间？又有多少人会相信，过去、现在、未来所对应的时空也许是同时存在的，时间旅行，在人类科技发展到一定程度的未来某一天，说不定真的会成为可能？

庆幸的是，我们的科研者中幸好有被称为 “精神或思想不正常”的研究者存在，喜欢用不一样的思维方式来审视我们这个世界，审视整个宇宙，审视超越我们这个宇宙和三维空间以外的宇宙世界。而事实证明，正是这样被认为思想“不正常”的研究者们的存在，对人类科技文明的发展进步起着关键性的作用。同样，也正是因为有这样研究者的存在，我们才能剥开宇宙的层层面纱，探索到宇宙更多的奥秘。

而我们接下来要探讨的正是高维空间。我们从零维开始，逐渐向高维阐析过度，然后我们通过比我们三维空间更高的维度空间的深入探讨，来进一步分析讨论，时间旅行是否可行？探索科学，探索宇宙，水木长龙与您继续我们的探索之旅。

（1）我们知道，零维相当于一个点，一维是一条直线，二维是平面，三维是立体。

（2）我们也知道，零维点属于一维直线的一部分，一维直线属于二维平面的一部分，二维平面属于三维立体的一部分。

（3）我们还可以这样思考：零维点，沿着一个方向聚集成为一维直线，沿着两个方向（长和宽的方向）聚集成为二维平面，沿着三个方向（长、宽、高的方向）聚集成为三维立体。

（4）我们进一步变换思考方式：

零维点，是沿着一维直线的第一维度（“长”方向）切出来的一个点，即一条直线上分布着无数的点，它们都彼此平行而不相交重叠；

一维直线是沿着二维平面的第二维度（“宽”方向）切出来的一条直线，即沿着二维平面的第二维度上，分布着无数的直线（都正交于第二维度），它们都彼此平行而不相交重叠；

二维平面是沿着三维立体的第三维度（“高”方向）切出来的一个平面，即沿着三维立体的第三维度上，分布着无数的平面（都正交于第三维度），它们都彼此平行而不相交重叠。

（5）我们再做进一步的变换思维：

对于二维平面而言，平面的第二维度（“宽”方向）与第一维度（“长”方向）正交于零维零点；

对于三维立体而言，立体的第三维度（“高”方向）与第一维度（“长”方向）和第二维度（“宽”方向）相互正交于零维零点；

当然，对于一维直线而言，我们也可以说，直线的第一维度（“长”方向）与零维度正交于零维零点。

（1）、（2）、（3）、（4）、（5）都是对维度从零维到三维的解释，只是逐渐变得深入且各有特点。

那么，根据以上我们早已熟悉无比的三个维度之间的特点和联系，我们不妨来思考一下，第四维度会是个什么样子的呢？或者说四维空间会是怎样的？

我们根据上面分析的三个维度和零维之间的特点和联系，用归纳总结的数学方法，可以对第四维度或四维空间的雏形做一下推理分析：

对于（1），我们只好略过，因为我们不知道四维空间的真实模样；

对于（2），我们可以用推理对比的方法，得出：三维空间应该属于四维空间的某一部分；

对于（3），我们可以推理出：对于四维空间而言，是由零维点，沿着四个方向（长、宽、高、第四维度的方向）聚集而成。

对于（4），我们可以继续往下推理：三维空间是沿着四维空间的第四维度（第四维方向）切出来的一个三维空间，即沿着四维空间的第四维度上，分布着无数的三维空间（都正交于第四维度），它们都彼此平行而不相交重叠。

对于（5），对于四维空间而言，四维空间的第四维度（第四维度方向）与第一维度（“长”方向）、第二维度（“宽”方向）和第三维度（“高”方向）相互正交于零维零点。

我们依据对三维空间的分析，推理出了四维空间应该具有的几个特点：三维空间属于四维空间的一部分，四维空间由零维点沿着四个方向（长、宽、高、第四维度的方向）聚集而成，在四维空间的第四维度上分布着无数的三维空间（我们的三维空间即属于其中某一个），它们都彼此平行而不相交重叠，四维空间的第四维度应该与其它维度正交。

我们大致推测出了四维空间应该具有的特点，那么四维空间的第四维度究竟应该是怎样的呢？它是像其它三个维度一样在我们无法探测感知的某维度方向上的维度？还是就如爱因斯坦在他的相对论中提及的那样——四维时空的第四维度是时间？

我们在继续探讨四维空间前，必须先明确两个概念，爱因斯坦的“四维时空”与我们所探讨的“四维空间”的区别：四维时空=三维空间+时间（包括时间），四维空间=四维空间（不包括时间）。

难道，“四维时空”就不能转化为“四维空间”吗？要知道，科学怪才尼古拉.特斯拉生前曾言，时间与空间可以通过能量作为桥梁进行相互转换。如果真是这样，四维时空与四维空间之间岂不是应该划等号的吗？

不妨我们先假设四维时空就是四维空间，时间就是四维空间的第四维度，用反证法推理，看这样的假设最终合不合理？

此时，我们以“时间”作为四维空间的第四维度，并依据对三维空间的分析，再次推理四维空间应该具有的四个基本特点：三维空间属于四维空间的一部分，四维空间由零维点沿着四个方向（长、宽、高、时间的方向）聚集而成，在四维空间的时间维度上分布着无数的三维空间（我们的三维空间即属于其中某一个），它们都彼此平行而不相交重叠，四维空间的时间维度应该与其它维度正交。

显然，当以“时间”作为第四维度时，推出的四维空间的四个基本特点仍然很合理，并无违逆不合理的地方。尤其对于第三个特点：「在四维空间的时间维度上分布着无数的三维空间，它们都彼此平行而不相交重叠」，恰恰解释了“过去、现在、未来”的时空概念。

之所以，我们只能生活在现在的时空里，而无法回到“过去”或穿越到“未来”，是因为“过去时空”和“未来时空”与“现在时空”处于彼此平行不相交的空间状态。

不过，我们从对四维时空（或四维空间）的模型推理，也可以得出，“过去时空、现在时空、未来时空”共同存在，只是彼此被第四维度——时间——分隔开了。就像沿着立体的第三维度（高）上的几个平面一样，彼此无法出现交集，各自成为独立的“平面世界”。

对于沿着立体的第三维度（高）上的无数平面而言，彼此的世界都是独立无交集的，即使平面里有二维生物，它们也无法光顾其它的“二维平行世界”，因为它们即使知道第三维度——高度——的存在，也不知道“高度”在哪里，它们无法感觉到。

同样的，对于沿着四维空间的第四维度——时间——上的无数时空而言——我们当下的时空即属于其中一个，我们当下的时空与过去、未来的时空同样无法出现交集，因为即使我们知道第四维度——时间——的存在，我们却无法触摸到“时间”这个维度的方向，不知道它在哪里，就像平面生物不知道高度在哪里一样。

通过以上的推理分析，我们不难得出，尼古拉.特斯拉对时间和空间的理解完全吻合我们的假设分析，也就是说“四维空间”与“四维时空”可以划等号。

同时，我们也得出了“过去时空、现在时空、未来时空”时共同存在的。既然共同存在，那么也就意味着时间旅行的可能性，只要未来我们的科技足够发达，发达到可以通过科技突破第四维度的限制。就像三维空间里的生物可以同时看到多个平面世界一样，当我们突破第四维度时，我们就可以在“过去”和“未来”时空穿梭往来。

今天的分享就到这里，感谢对水木的支持。

本篇文章「水木长龙」原创，转载标明出处，谢谢！（2019/03/22）