为什么人类想不出四维空间?
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发布时间：2022-04-23 06:40
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热心网友
时间：2022-06-16 19:26
四维空间不同于三维空间，四维空间指的是标准欧几里德空间，可以拓展到n维；四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空（三个空间维度和一个时间维度）但无法认识以及存在于四维空间，因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x，y，z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间，时间的本质是描述运动的快慢。
通过一维、二维、三维空间的演变，人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的，但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律，而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识，或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。
可以定义可以度量的都可以有维度。比如点、线、面、时间、温度，构成五维空间也能说的通。
当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现，但现实很难对应和想像。
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时间：2022-06-16 19:27
人类想不出四维空间主要是四维空间的第四维，是时间，而时间不像其他三维度一样有实物的。时间对于人来说是比较虚幻的，人无法触摸到也看不到，所以人类会想出出四维空间。
热心网友
时间：2022-06-16 19:27
我们每个人都已经习惯了三维世界，所有的物体都有长、宽、高的基本属性，我们也很容易知道二维平面的图景，一幅画就是二维的，而一根线就是一维的。可是我们却怎么也想象不出来四维的物体长什么样，有什么特性。一个三维空间的正方体，我们很容易想象出它的样子，可是一个四维的正方体，我们称之为超正方体，或者一个超圆锥体、超圆柱体、超金字塔，你能想象出它们的样子吗？人类是三维生物，在我们所存在的空间中，一朵花，一片树叶都是和人类有着相同的维度，有人说一张纸很薄，它没有厚度，只存在长和宽，所以它是二维的。但其实它依旧是三维的，一张纸虽然薄，但是组成纸的纤维中的分子、原子都还是三维的。我们这个空间中所有能看到的物体都是三维的，人类也不可能看到二维或者四维生物，因为我们肉眼所观察到的光也是三维的，每个维度都有着自己世界的物理定律，每个维度之间相互，所以无论你用什么办法去证明，最后发现你都是在用三维物质来证明别的维度的物质，这本身就是不科学的。不能将高维度的理论应用于低维度，我们现在所推测的二维世界都是以三维的认知为基础。从观察的角度来说，我们根本不可能看到也很难理解想象四维空间。
仅靠人脑是很难想象四维空间的，我们可以借助数学中的代数来加深理解。四维空间就是在三维空间的基础上多加了一个时间，相当于在立体几何的坐标基础上，加入了与长宽高都垂直的一个方向的空间，我们把四维空间写成{x,y,z,t}而人类则可以表示成{x,y,z，0},我们这个世界虽然存在时间的概念，但相当于四维空间中t的值变成了0，我们这个世界是四维空间上的一个“投影”，而四维空间中的时间是与长宽高都垂直的，相当于相互，与我们的世界是没有交集的。因此四维空间{x,y,z,t}不管怎么取值，我们都不可能与四维空间在同一个空间内，自然无法想象。
热心网友
时间：2022-06-16 19:28
爱因斯坦提出的四维时空，是时间和空间的统一体。时间被作为了一个的维度来看待。虽然是一个的维度，但事实上时间和空间是有关联的，这个关联就是真空中的光速c。这样的四维时空就是我们所生活的这个时空。
我们日常生活的经验，基本上都是在相对低速的情况下获得的。所以我们很容易就可以想象的出一个低速的四维时空——这就是我们每日所见的时空。我们做梦，我们看电影都能够重现日常对于这个四维时空的体验。
但是，由于我们很少有在高速的情况下这个四维时空的直观体验，因此对于这个时空的真正的实景，我们仍然很难（但不是没有办法）去想象，这也涉及到心理学的一些理论，诸如感知和认知的心理形成方式。
闵可夫斯基和爱因斯坦就曾以几何推理的和思想实验的方式，进行了对我们所在四维时空在高速情况下实际体验的想象，由此才给出了《闵可夫斯基图》和《狭义相对论》。
上图：闵可夫斯基图——时间光锥。此图是把空间投射到二维平面，从而实现把四维时空投射到三维透视画法的投影（实际还是二维，就跟我们欣赏画作一样）。
数学上的四维时空
数学上的四维空间，第4维度就不一定是时间了。这里的第4个维度，实际上和前三个维度没有任何差别。他们都是可互换的完全等同的空间自由度。这样的四维空间完全是逻辑上抽象出来的，并不是物理现实。这个四维空间常常与爱因斯坦提出的四维时空相混淆，让许多读者混淆两者的概念。因此我们不要把下面的这种四维空间的立方体的示例认为是爱因斯坦四维时空的一个想象图——
上图：数学上的四维空间在三维空间的投影（这不是四维时空的演示，我们的世界绝对没有这样怪诞的情形）
要理解这个四维空间在三维上的投影都十分困难，更不要说在自己的脑海中去想象这种四维空间了。
结论
我们并非想象不出四维空间，只是想象不出远离我们生活体验的那种四维空间。毕竟我们就生活在四维时空之中。
热心网友
时间：2022-06-16 19:29
四维空间不同于三维空间，四维空间指的是标准欧几里德空间，可以拓展到n维；四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空（三个空间维度和一个时间维度）但无法认识以及存在于四维空间，因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x，y，z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间，时间的本质是描述运动的快慢。
通过一维、二维、三维空间的演变，人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的，但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律，而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识，或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。
结论就是人类是三维空间的产物，无法想象与描述自己未感知过的宫间。
