我们经常会在文章或者视频里面，听到“四维空间”这个词，那么思维空间究竟是什么呢？四维空间是一种虚构的概念，它在科幻电影和小说中被广泛描述，但却与我们真实的三维空间有着本质的不同。虽然网络上有许多关于四维空间的描述，但它们只能从概念上解释四维空间是什么，而不能通过我们直观的感受去完全理解这个概念。例如，著名科幻小说《三体》中就有对四维空间的描述。

而我们的实际生活，是在三维空间中的，所以无法完全理解四维空间，就像二维空间中的生命无法理解我们的三维空间一样。那么，不求我们能够完全理解“四维”这个维度，有没有什么解释，能够让我们大致理解究竟什么是“四维”呢？今天，我们就站在科学现有的理论之上，和大家聊一聊这个有趣的话题。（文章为深度长文，希望感兴趣的朋友能够耐心阅读下去，你一定会有收获的）

首先，需要先清楚的一点是，四维空间和四维时空是两个完全不同的概念，而很多科学文章，是经常把四维空间和四维时空搞混的。但其实，四维空间不是时间增加的维度，而是信息的几何倍增，可以认为是所有运动状态在现有基础上的几何倍增，这么说不知道大家能不能理解。

假设0-4维度分别存在名为01234的生物，0无法将任何信息理解为虚无，1可以向任意方向直线移动，只是一条线，视野中的任何物体都是一个点，无法把自己的世界看成一条线，因为时间维度的存在，使得移动成一条线。可以想象，1会在没有时间的情况下将自己的维度降为0，由此可以看出时间维度创造了1维度，2可以在平面内任意方向移动，由无数条线组成，可以是0也可以是1，时间维度创建2个维度，2看到的所有物体都是无限短的线，不管是什么形状，而3看到的所有物体都可以呈现0-3的所有形式，一个物体由无限大、无限小、无限高组成。

这个时候重点就来了！根据上面的推导，可以得出结论：4维生物一定能够看到0-4维度的所有形式。因此，当我们考虑在1-3维度加一个球时，1维生物只能看到它是一个点，2维生物只能看到它是一条线，而3维生物只能看到它是一个圆面，他们发现自己的视野是降低了一个维度的。所以，三维生物是看不到本体的，也就是说，我们看不到球的正面，只能看到它的上下和背部，因此推断，4维生物是必须能够看到所有的球体的。

另一方面，三维世界是由我们现实的世界所构成的，因此四维生物的空间，是以海量信息的形式形成的，时间穿梭于其中的各个维度然后去创造空间。因此，时间不是空间，任何维度都有时间，否则，一切静止，物质坍缩到0维度，就没有意义了。

在我们的直觉中，时间被认为是永恒的、绝对的、不变的；我们深信，没有任何东西能够扰乱时间的固有节奏。但是，爱因斯坦却告诉我们，时间是可变的，它甚至是有形状的，时间和空间是密切相关的。这一点可能我们在三维世界中是很难理解的，但是理论上来说确实是这样的。

那么按照爱因斯坦的理论，时空的概念通常是这样解释的：想象一些平坦而柔软的东西，比如地毯或展开的橡胶垫，在它上面放一个球形重物，比如一个铁球，铁球的重量会导致下面的材料略微拉伸和下垂。当然了，这是一个粗略的类比，你甚至可以把一个大质量的天体，比如太阳，看成一个铁球，下面垫的底垫就是时空，时空是可以被拉伸、被弯曲和被扭曲的。现在，让我们假设你让一个球滚过底垫，根据牛顿定律，球会尽可能沿着直线运动。但是，当它滚到地垫上重物一侧的凹陷处时，它会自然地滚到凹陷处，不可避免地被较重的物体吸引。而这，就是引力的本质，是时空曲率的产物。任何有质量的物体都会在宇宙地毯上产生一个小凹陷。

按照这种观点，那么宇宙中各天体之间的引力，不再是“力”，而是“结果”。有物理学家这样描述引力：“它不是力，而是时空弯曲的副产品。从某种意义上说，引力是不存在的，恒星和行星运动的原因是时空的变形。”

人类生活在三维空间，那么很多人就会认为，我们其实是生活在三维时空的，但其实这是错误的，或者更准确地说我们是生活在四维时空的，这使我们能够更好地理解自身所处的环境。我们看到的一切都有三个维度，即长度、宽度和高度，时间轴贯穿其中，具有前进的一维特性，即不会停止也不会倒退。在爱因斯坦的相对论中，时空和物质是一体的，它们同时生灭，它们不是单独存在的。容器与内容物同时存在，时间是物质在空间中运动变化的尺度，万物从生到死都在不断前进。

时间的缺席代表着一切都将停止，消失于虚无，但时间是一个虚拟的价值，它只能被理解，不能用语言来表达，但它确实是客观存在的。如果世界上存在其他不同的文明，那么他们对时间的缩放方式可能会有所不同。而我们人类，按照自己的理解，将时间划分成为了时、分、秒、日、月、年，而其他文明可能有不同的划分方式，这是时间的主观性。但世间一切物质、原子粒子、自然法则的衰变过程是不变的，这就是时间的客观性。三维空间就是四维时空，也就是我们存在的现实世界的最低维度，加一维就是四维空间。那么这时候肯定有感兴趣的朋友会提出这样的问题：那什么是五维时空呢？答案是，没有人见过它长什么样子，所以只能从数学意义上去理解，人类也许是无法真正理解五维时空究竟是什么的。

既然四维时空和五维时空，我们人类是很难从主观上理解的，那么回到这篇文章一开始的那个问题，我们是否能够理解什么是四维空间呢？或者说，地球上有没有人见过4D物体的3D投影？ 对于一般人来说，这似乎是不可能的，但实际上，令人惊讶的是，包括你自己在内，你能够看到的所有物体都是四维物体的三维投影！ 因为世界本来就是四维的，而我们的眼睛只能看到三维的。

就如我们刚才提到的，零维是点，一维是线，二维是面，三维是体积，每一条竖线从低维开始，就形成了高维。 那么如何从垂直线到三维的第四维呢？ 答案是：这条竖线已经存在了，只是我们看不到而已。 例如，一块石头的4D垂直线是它从形成到最终风化的时间， 鸡的4D垂直线是从孵化到被杀死吃掉的时间。也就是说，一个三维物体的四维竖线就是它一生所经历的时间。 如果我们要“看”，可以用一个很简单的方法，比如拿出手机录一个人的视频，然后显示在屏幕上。 这时候，你把他/她缩小到一个二维、四维的垂直线，就可以看到他/她在屏幕上的轨迹，这也就是四维时空中被称为世界线的物体的轨迹。

当然，这个轨迹只能在脑海中想象。 如果想看到真人，可以把视频的每一帧截图，然后通过软件叠加在一张图片上，就可以真正看到这个人世界线的一部分。 但是这条世界线丢失了很多信息，比如你只能看到他/她在二维世界的投影。 那么如何才能看到三维物体的世界线呢？ 其实大家可以简单的看到，或者说，你看到的一切其实都是三维物体的世界线，只是很短的一个周期。 这是因为一种称为视觉暂留的现象。 当光线照射到我们的视网膜上时，就会产生光信号。 动作停止后，视网膜上的影像还能保留一段时间。 这是因为视神经的反应有一定的速度，这段时间大约是0.1到0.4秒，也就是说你看到的影像消失后，你的眼睛还会维持这个影像大约0.1到0.4秒。

所以，你看到的其实相当于物体世界线的一小段，只是我们早就习以为常了，感觉不到有什么区别。 但是如果你在黑暗的环境下观看蜡烛的移动，你可能会感觉到有拖影，或者如果你用相机的慢快门拍摄照片，你也会看到明显的拖影，这相当于 物体世界线。 现在假设，如果人眼的视觉暂留不是0.1到0.4秒，而是1秒呢？ 你看到的不再是一个清晰的轮廓，而是拖在当前图像后面的一长串图像，这样就可以更清楚的看到物体的世界线了。

然而，倘若我们的眼睛的视觉暂留是100年，那么就可以拥有一条完整的世界线，它将会是一种全新的视觉体验，也就是说，我们可以清晰地看到一个人一生的变迁。

想象一下，监控摄像头录下的视频，就是一条世界线，它的硬盘大小决定了它可以记录多久。 如果你有足够大的硬盘，你可以记录一个人一生的世界线，从出生开始拍摄的照片和视频，就是你四维时空的延伸。

其实，科学家从理论上，已经提出了我们的宇宙一共是有11个维度的，而人类难以理解的四维时空，其实也只是第4个维度而已，往上还有5维、6维...11维。

零维可以被看作是任意位置的一个点，没有定义空间和时间的概念，只是一个抽象的概念。宇宙诞生时，它是一个无限大的体积，一个尺寸很小、密度极大的点，可以被认为是零维的。大爆炸之后，这个零维的点逐渐变成了一个十一维的一维宇宙，这是一条连接两个或多个零维点的线。从一维开始，就有了空间的概念，只是只有长度，没有宽度和高度。端对端连接形成的二维、一维曲面，有长度和宽度，但没有高度，比如一张纸，它可以被认为是二维的，画在纸上的画相当于生活在二维世界中的三维空间，指代具有长、宽、高概念的事物。

很多人说我们看到的一切都是三维的，但这只是一个较狭义的概念，现实中的物体不能只用三个维度来定义，因为它们是不断变化的，也就是如我们上文说的，其实我们的生活是属于4维的。四维度是以长、宽、高为基础，加上时间的概念，来描述一个物体从开始到结束的全过程。很多人说我们是生活在四维世界里的三维生物，其实三维性并没有改变，只有四次元时间的加入，才能维持这个世界的运转，因为时间就是变化，四维空间是构成这个世界的最低维度。

看到这里，可能就更容易理解了，但是下面涉及的内容比较深奥，而且这些都是未经证实的，我们只需要大致感受一下科学家提出的这些维度就好，毕竟谁都没有办法真正的理解这些“高纬度”。

如果说四个维度只包含一条时间线，那么五个维度代表了无数不同的时间线。比如毕业后，你可以因为喜好选择当医生，但在五维空间里，你可以看到人生的所有可能。在其他时间线中，你也可以选择成为老师或厨师，而不是现在的职业，但这些选项不会有任何交集，它们都是平行的。但在六维世界中，它可以让你将上述所有可能性联系在一起，而无需重新体验它们，相当于把所有的时间线都扭曲重叠了。作为生活在六维空间的生物，你可以自由地改变自己的人生，让自己的人生朝着不同的方向发展。

第七维度包含了从宇宙诞生到终结的所有可能性，但它只是一个单一的宇宙，而第八维度则将单一宇宙的所有可能性变成了其他宇宙。也就是说，任何一个宇宙的可能性都会诞生一个不同的宇宙，新生的宇宙可能完全不同于之前的宇宙，但它们也有平行关系。想要进入其他宇宙，就需要重新体验这个宇宙的所有时间线。

尽管九维是与无限的宇宙相连接的，但你仍然可以自由地跨越这些宇宙而无需重复体验它们。 而在第十维，九个维度中的所有宇宙又变成了一个点，它包含了从零到九的所有维度。

当然了，以上这些高纬度的描述，只是科学家们根据现有的理论提出的猜想，而除了从理论上去证明以外，我们要知道的是，低维度的生命是无法理解更高维度的任何事物的。因此，真正的高维度，也许是和我们想象的完全不同的，你认为呢？