四维

维度，是一个空间概念，不同的维度代表着不同的空间。比如一维空间指的是直线；二维空间指的是平面；三维空间指的是立体空间。

科学家已经证明，我们宇宙的空间结构的确有延伸的维，也有卷缩的维。就是说，我们的宇宙有像水管在水平方向延伸的、大的、容易看到的维，也有像水管在横向上的圆圈那样卷缩的维。

那些紧紧卷缩的维存在于一个微小的空间里，即使用我们最精密的仪器也无法探测到它们。

要理解四维空间的本性，我们可以利用一种称为“维数类比”(dimensional analogy) 的方法。维数类比是指通过研究 n - 1 维与 n 维之间的关系，来推断 n 维与 n + 1 维之间会有什么样的关系。

埃德温·阿伯特·阿伯特在他的书扁平的世界 (Flatland)中运用维数类比，讲述了在一个扁平得就像一张纸的二维世界中生活的一个正方形的故事。在这个正方形的眼中，生活在三维世界中的人们拥有近乎神的力量，因为他们能在不打破（二维的）保险箱的情况下从其中把东西（通过移入移出三维空间的方法）取出，能看到所有在二维世界看来是被挡在墙后面的东西，甚至能站在离二维世界几英寸的地方来保持“隐形”。

通过应用维数类比，人们可以推断，四维空间中的人在我们三维的视角看来应该有类似的神奇能力。鲁迪·拉克在他的小说空间世界 (Spaceland)中展示了这一点。小说的主人公就遇到了具有神奇能力的四维人。

四维空间的长（X），宽（Z），高（Y），叠（T）四条轴。

让人沮丧的是，你永远无法完全理解四维，因为你是三维生物，但我会让你尽量理解。至于为什么如下：

1、四维生物看到的什么：肯定的说，四维生物看到的是四维的投影，即三维。就像我们看到的是三维的投影，即二维。我们想象中的三维世界就是四维生物从三维空间看到的样子。但到底长什么样就算你的脑子以每纳秒十亿T（计算机存储量单位）的速度想十亿世纪都无法想象出来，因为你就是跑不出这个套路：四维投影成三维，三维再投影成二维进入我们的视网膜......但这个套路很难察觉到。想知道就必须得接过二维，让三维直接进入我们的视网膜，但这需要一个四维的眼睛和四维的空间来支持。

2、四维立方体是怎么投影成三维的：其实，投影用的灯光也是四维的。以我们的大脑只能想象出三维是怎么投影成二维的，因为你永远跑不出上面那条说的套路。四维的每条轴都是互相垂直的。高维度太难理解就用低维度打比方：你在二维的纸上是不可能画出三条互相垂直的线，因为你的纸只有二维。但是让你在三维中画三条互相垂直的线对你来说很简单吧，那再画一条互相垂直的线呢？那就是在四维中。

想象一下我们打算看一下几点了，当我们看手表的时候，从手表反射过来的光子击中了我们的视网膜。真正触动我们视网膜的东西，是这些光子的能量和动量，根据光子的这些信息，我们的大脑分析出了手表所显示的时间。所以我们其实是处在由能量和动量所组成的空间中。

由能量和动量所组成的空间，这个空间在物理学上叫做动量空间。与四维时空类似，动量时空也是四维的，其中的一维是能量，而另外三维，是动量的三个分量。

表面看起来，科学家构建出来的动量空间似乎只是个数学游戏，四维空间已经很好地解释了宏观世界，我们再构建个动量空间，似乎没有必要。但其实在某些方面，动量空间比四维空间显得更加真实。

比如在粒子对撞机中，粒子们高速地相撞，变成其它一些粒子，涉及到能量和动量的转换；我们利用天文望远镜观察遥远的天体，实际上我们观察到的不过是光子的能量和动量这类信息。

至少从这些观察上讲，无论宏观世界还是微观世界，我们也许并不是生活在时间和空间中，而是生活在能量和动量构成的动量空间里。