提及四維空間，大家會(huì)首先想到什么？是《三體》中輕松毀滅人類的高維生物還是一個(gè)人類能夠永生的世界？

四維空間的概述為“一個(gè)時(shí)間的概念”，看上去可望不可及，與我們的接觸似乎只存在于科幻小說(shuō)中，但如果四維空間已經(jīng)被證實(shí)了，距離我們并不遙遠(yuǎn)呢？

沒(méi)錯(cuò)，已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的科學(xué)家宣稱自己已經(jīng)證明了四維空間的存在，至于是真是假，是博取名頭的噱頭還是有理有據(jù)的推理，那就要看我們的判斷了。接下來(lái)，讓我們一起來(lái)看一看一位德國(guó)數(shù)學(xué)家給出的關(guān)于四維空間的答案。

人類進(jìn)入四維空間會(huì)經(jīng)歷怎樣的情景？

這位德國(guó)科學(xué)家名為喬治·波恩哈德·黎曼，就四維空間的討論，他曾于1850年左右發(fā)表過(guò)一篇在當(dāng)時(shí)極具有前瞻性的文章《論幾何基礎(chǔ)假說(shuō)》。

在當(dāng)時(shí)，人們對(duì)于近代物理的認(rèn)知都非常模糊，何況是四維空間這一在今天都沒(méi)有解決的問(wèn)題？這篇文章極大的開(kāi)拓了當(dāng)時(shí)科學(xué)家的思考范圍，當(dāng)然，這對(duì)于當(dāng)時(shí)的科學(xué)家而言可能并不是一件好事，因?yàn)閷?duì)于我們所處的三維世界的研究，在當(dāng)時(shí)都在艱難的進(jìn)行中，而跳脫出三維的視野，去研究更高維度的空間，無(wú)疑是挑戰(zhàn)性十足。

但我們永遠(yuǎn)都無(wú)法低估人類的創(chuàng)造力，隨著科技的發(fā)展，四維模型的框架逐漸完善，現(xiàn)如今，已經(jīng)有了一套關(guān)于四維空間的相對(duì)完善理論。其中最重要的，就是“多維度空間”理論，在該理論當(dāng)中，我們的宇宙被劃成十一個(gè)維度的空間，而人類，處于在低維度當(dāng)中。正如動(dòng)畫(huà)中的人無(wú)法感知到人類的存在，人類也無(wú)法觀察更高維度。

這種設(shè)定是不是很眼熟呢？動(dòng)畫(huà)《瑞克與莫蒂》中，其中一名主角瑞克被設(shè)定為能夠感知人類維度的存在，知曉自己是動(dòng)畫(huà)人物的角色，他因此極度悲傷。如果我們也是更高維度生物眼中的“動(dòng)畫(huà)”，那又是一幅怎樣的情景呢。愛(ài)因斯坦的理論表明，沒(méi)錯(cuò)，我們的世界就是由更高維度的建立的。

假設(shè)更高維度存在生物，他們?nèi)绾慰创覀儯?/span>

正如我們可以瞬間撕裂紙張上的小人，如果高緯度生物存在，他們殺死我們也應(yīng)當(dāng)十分簡(jiǎn)單，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，他們（或者應(yīng)當(dāng)稱之為祂們）是猶如克蘇魯神話當(dāng)中時(shí)空支配者一般，是全知全能的。我們無(wú)法想象他們的樣貌、生活方式，但他們最有可能的存在方式是沒(méi)有實(shí)體的，因?yàn)榉彩怯袑?shí)體就會(huì)受到時(shí)間、空間的限制，而四維空間中理論上是不存在這些的。

有人推測(cè)四維空間以量子態(tài)存在，因此能夠跳脫時(shí)空的限制。這個(gè)觀點(diǎn)正確與否自然是我們無(wú)法印證的，如果按著這條思路走下去，那么人類進(jìn)入四維空間，必將會(huì)拋卻了自己的肉體甚至是思想，成為量子態(tài)漂浮在宇宙之中，這樣確實(shí)是實(shí)現(xiàn)了永生，但又有多少人會(huì)愿意呢。

在電影《星際穿越》中，男主意外闖入了五維空間中，他只能在一個(gè)暗無(wú)天日的空間中眼睜睜的看著日夜思念自己的女兒漸漸長(zhǎng)大，卻難以與她相見(jiàn)。當(dāng)然，我們也可以做出一些樂(lè)觀的猜想。

比如現(xiàn)如今很多網(wǎng)絡(luò)小說(shuō)中使用的設(shè)定——人類的思維進(jìn)入虛擬空間，在那個(gè)空間之中，可以借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)“全知全能”，并且也做到了超脫時(shí)空，如果那一天真的到來(lái)，我們對(duì)于四維空間的認(rèn)知肯定能夠更近一步。現(xiàn)在很多影視中的人物在突破“次元壁”，與現(xiàn)實(shí)中的人互動(dòng)，我們也渴望著能夠突破極限，與我們未曾接觸過(guò)的存在會(huì)面。

說(shuō)了這么多，其實(shí)都是我們想象之中的4維空間，而我們現(xiàn)如今真正研究的方向，可能與我們所想象的有所不同。

處在研究中的四維空間

涉及到四維空間最多的學(xué)科是數(shù)學(xué)，就像我們學(xué)習(xí)一維的點(diǎn)、二維的線和面是在數(shù)學(xué)書(shū)中一樣。雖然大部分的數(shù)學(xué)教科書(shū)不會(huì)包涵有關(guān)四維的內(nèi)容，但在數(shù)學(xué)上研究四維空間卻是由來(lái)已久，并且有著諸多理論。

最早的時(shí)候，達(dá)朗貝爾在《百科全書(shū)》關(guān)于維數(shù)的條目中提議把時(shí)間想象為第四維?，F(xiàn)在的理論中，四維與時(shí)間有關(guān)聯(lián)性，但并不等同于時(shí)間或空間。

麥比烏斯在后來(lái)的《重心的計(jì)算》中畢竟簡(jiǎn)明的提示出了四維空間的特點(diǎn)，即在四維空間中，三維的物體是可以重疊的。但是他后來(lái)又自行推翻了此說(shuō)法，他覺(jué)得疊合的三維物體實(shí)在太難以想象，所以四維空間并不存在。

直到后來(lái)，數(shù)學(xué)這一學(xué)科擺脫了現(xiàn)實(shí)世界的束縛，走向了理論研究的階段，四維空間的研究才取得了進(jìn)展。1844年格拉斯曼在四元數(shù)的啟發(fā)下，作了更大的推廣，發(fā)表《線性擴(kuò)張》，1862年又將其修訂為《擴(kuò)張論》。他第一次涉及一般的n維幾何的概念，他在1848年的一篇文章中說(shuō)：

我的擴(kuò)張的演算建立了空間理論的抽象基礎(chǔ)，即它脫離了一切空間的直觀，成為一個(gè)純粹的數(shù)學(xué)的科學(xué)，只是在對(duì)（物理）空間作特殊應(yīng)用時(shí)才構(gòu)成幾何學(xué)。但在當(dāng)時(shí)，為此爭(zhēng)吵的科學(xué)家并不在少數(shù)。直到5年之后，這個(gè)理論才逐漸被數(shù)學(xué)界所接受。

結(jié)語(yǔ)

四維空間的理論的存在無(wú)疑使人類對(duì)于宇宙有了更多元的理解，在文化、科技爭(zhēng)相迸發(fā)出璀璨光芒的現(xiàn)在，四維空間給人類帶來(lái)的不僅僅是多于想象的滿足，更是對(duì)廣袤未來(lái)的向往。

人類作為智慧生物，對(duì)于未知世界的渴求和探索一刻也未曾停止，雖然在茫茫宇宙之中，人類可能連一粒沙粒都算不上，但只要對(duì)于未來(lái)、對(duì)于未知的無(wú)限渴求的心存在，人類總有一天尋得宇宙的奧秘，一覽這個(gè)美麗神秘世界的全貌。

文/齋晗