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大家好，欢迎收看量子科普第67期，我是常常，今天和大家聊一聊关于四维空间的事儿 近期，网上关于四维空间的谈论十分火热，网友普遍认为人类生活在四维空间中，因为至20世纪初爱因斯坦的狭义相对论提出后，狭义相对论将我们原本生活的三维空间中加入了一个维度，即时间轴，就变成了四维空间，后来四维空间=三维+时间轴就变成了一种约定俗成的定理，但事实上，这是我们对于四维空间的最大的误解，四维空间≠三维+时间轴，因为我们把空间与时空的概念混淆了。 在长达几千年传统的时空观念中，我们一直认为宇宙是三维空间，即x（长）、y（宽）、z（高），那时的我们只知有空间，不知有时间，但是在爱因斯坦在提出狭义相对论时，它将自己数学老师闵可夫斯基提出的闵可夫斯基空间纳入到相对论体系中，即三维+时间轴，爱因斯坦认为空间与时间是存在必然联系的，两者不可分离，所以爱因斯坦在狭义相对论中创造性的在三维空间中加入了时间轴，将空间与时间联系在了一起，构成了“时空”，所以时间一长，我们就形成了这样的误解：三维+时间轴=四维空间，这是一个极大的误解。 三维+时间轴只是将空间与时间联系在了一起，所以我们称宇宙所处的环境为：时空，但时空只是区别于四维空间的另一种说法，时空本身与四维空间并没有关系，从物理及数学角度来讲，我们仍然生存在三维空间中，三维空间中的“维”指的是描述物质变化时所需的参数。 零维空间：就是一个点，没有维度 一维空间：由无数的点构成的线，一维指的是长度 二维空间：由无数的线组成的面，二维指的是长度、宽度 三维空间：由无数的面组成的体，三维指的是长度、宽度、高度 人的眼睛只能看到面，即二维图像，立体图像（三维）只是二维图像经过大脑处理后形成的视觉，N维就是两个以上的N-1维物体垂直所形成的空间，那么四维、五维甚至N维空间又是什么样的呢？ 四维空间只是在三维空间的基础上又增加了一个维度，但这个维度绝对不会是时间维度，因为维度是事物“有联系”的抽象概念的数量，虽然时间与长宽高等维度具有相同性质，但是它们没有必然的联系，所以说时间维度是一个“伪维度”，时间≠实时间，时间虽然是“时空”的组成部分，但并不能纳入空间的第四维度当中去，所以我们所处的仍然是三维空间。 既然时间是一个伪维度，那么四维时间中除了长、宽、高的第四维度可能是什么呢？其实可以定义、度量的都可以有维度，例如温度、自旋速率、加速率等等都可以算成是一个维度，长、宽、高、加速率也能组成一个四维空间，但人类只能理解低维或者同维空间，例如零维（点）、一维（线）、二维（面）、三维（体），但是对于高维空间，我们虽然可以根据数学理论机芯构建，但是想要直观的理解和用语言表达出来则是十分的困难，就好像井下的青蛙认为天空只有一平方米的面积一样。 或者人类已知领域与浩瀚无穷的宇宙相比，真的就是井底下的一只青蛙呢？ |
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