什么是四维空间，四维空间真实存在吗

我们生活在三维空间，准确来讲是四维时空，在三维空间的基础上加上时间维度。由于时间和空间是不可分割的整体，所以谈论空间时必须加上时间，否则就没有意义。

而四维空间不同于四维时空，四维空间是在三维空间的基础上增加一个空间维度。也就是说，四维空间其实也就是五维时空，因为刚才说了，空间和时间是一体的。这里暂且先不谈论时间维度，让我们谈一谈空间上的维度，也就是四维空间。

四维空间到底该如何定义呢？

物理学上是没法定义的，你不能说“在三维空间的基础上再增加一个维度就是四维空间”，这种定义说了等于没说，是没有意义的。最关键的问题就是：增加的一个维度到底是什么维度，到底在哪里？

我们都知道，三维空间就是由长宽高组成的空间，也就是说在一个点上由三条直线垂直相交组成的空间。按照这种定义，我们只需要在这个点上再找到一条直线，与其他三条直线相互垂直，组成的空间就是四维空间。

这是数学上的定义，但第四条直线在哪里呢？数学也只能去假设，通过抽象的方式去描述。在我们固有思维里，一个点上最多只能有三条相互垂直的直线。

所以说，三维空间与四维空间的区别在哪里？简单讲，三维空间是真实存在的，我们能感受到的，而四维空间是虚构的概念，我们无法描述四维空间到底什么样，当然更不能确定四维空间是否存在。

当然，这并不妨碍我们通过各种方式去想象四维空间到底是什么样。让我们从零维开始。

从数学概念来讲，零维就是一个点，没有大小的点。这个点的运动就形成了一条线，也就是一维。而一条线的运动就可以形成一个面，也就是二维。而一个面的运动可以形成体，也就是三维。

如此来讲，三维空间的运动也可以形成四维空间。

还有一种理解方式，认为低维空间其实是高维空间的投影。比如说三维物体的投影就是一个面，也就是二维空间。同样，四维空间的投影就是我们所在的三维空间。

能够看出，无论哪种方式，都无法准确描述四维空间到底是什么样子的。如果四维空间存在像人类那样的智慧生命，他们会是什么样的呢？

我们可以通过三维空间与二维空间的对比，来理解四维空间与三维空间的差别。如果二维空间里存在生命，在他们眼里，人类就相当于“上帝”，为什么？

因为对于二维生命来讲，我们可以在一个地方突然消失，然后在另外一个地方瞬间出现。在二维空间里，只要画一个圆圈，就能把二维生命彻底困住，但人类却可以轻而易举逃出那个圈。

同样的道理，对于生活在三维空间的我们来讲，四维生命就如同神话故事里面的“神仙”一般深不可测，即使身处一个完全密闭的房间里，他们也可以随意进出，通过我们无法理解的第四维度自由出入。

当然，人类能在二维世界里来回穿梭的前提是：不被压扁。理论上我们是不可能在二维空间里生存的，因为二维空间没有厚度，意味着我们的身体会被彻底压扁。就像科幻小说《三体》里面的“二向箔”那样。

事实上，“二向箔”的概念并不严谨，甚至是矛盾的，因为三维空间里的任何东西，哪怕最微小的东西，无论如何压扁，总会有厚度的，理论上永远都是三维的，不可能是二维的。哪怕是一个微小的电子，假设压扁到没有厚度的二维，最终二维空间的面积也是无穷大的，这样的二维空间到底是什么样的？同样无法想象。

说白了，不要以为人类只是不能理解更高维度的空间，其实我们同样不能理解低维空间，比如说二维空间。或者说，四维空间可能根本就不存在，而低维空间其实也可能是不存在的，存在的只有我们所在的三维空间，而高维和低维纯属人类的臆想罢了。

市面上流传着“克莱因瓶”或者“莫比乌斯环”的传说，用这两种概念试图诠释四维空间，但其实仔细研究你会发现，这两种概念本质上仍旧是三维空间，只是运用了魔术领域的“障眼法”罢了，与真正的四维空间没有一点关系。

当然，一种前沿的理论，弦理论认为我们所在的世界拥有多达十个维度，甚至更多的维度，这些维度都卷曲在非常细小的尺度里，比如说在普朗克尺度里，我们很难察觉到。但是弦理论一是很复杂，晦涩难懂，牵扯到很复杂的数学运算。第二，也是最重要的，弦理论很难在实验中进行验证。

还有一些人想象更加丰富，认为只要人类突破了光速限制，就可以前往四维空间。说白了，只要速度能超过光速，就可以突破三维空间的限制。

这种观点看起来确实有一定道理。因为光速限制说白了就是四维时空的限制，是四维时空的固有属性，这就意味着，理论上讲如果存在更高的维度，完全可以轻松突破光速限制，在更高的维度里，光速甚至会是速度的最低值，所有物体都必须以超光速飞行。

当然，这种观点也只是猜想和想象。话说过来，即便人类能够突破四维时空的限制来到高维度空间，我们的身体结构必须做出彻底改变才行，因为我们本身就是四维时空的一部分，我们就是生活在三维空间，也就是“三维人”。

如果真的前往四维空间，变成“四维人”的话，这样的我们还能称得上“人”了吗？