四维空间、高维空间很大程度是人类在三维空间概念的基础上人为构造的理论模型。如果我们认定三维空间的真实性,四维空间、高维空间在逻辑上就可以存在,可能存在。很多人由此把高维空间作为大概率(主观概率)的“客观”存在。但,三维空间其实是心理构造出来的,尽管我们觉得它非常真实而客观。
我们生活在三维空间,更严谨来讲是四维时空。既然存在三维空间,很多人都有疑问:是否存在四维空间呢?四维空间与三维空间到底有什么区别?简单讲,一个是虚构的,而另一个是真实存在的。我们能感知到三维空间的存在,三个维度通俗来讲就是数学概念里的“长宽高”,三维空间的存在是实实在在的。
四维空间是指一个具有四个独立变量的空间,其中每个变量沿着一个轴方向。这四个轴通常表示为 x、y、z 和 w。与三维空间不同,四维空间中的每个点需要四个坐标来确定其位置,因此我们无法想象四维空间中的物体。不过,我们可以用数学来描述四维空间中的物理规律和现象。
空间是意识上的一个概念。其现实意义是它可以描述、反映客观物体的大小和具体位置。因此就需要方向(维度)这个概念。譬如人们把空间的零维想象成一个点。将这个”点“沿一个维度(方向)无限伸长即成为线;线是单维(一维),只有长度。这条“线”沿另一个方向(维度)延伸即成为面。
对于世界是什么,人类从拥有了思想以来,就一直在思考这个问题。我们所看到的,听到的,闻到的,触碰到的,其实都是世界,而科学家认为,人类目前是生活在三维空间之中,也就是我们眼里物体的长宽高,而四维空间又是什么样子的呢?
爱因斯坦认为,人类所感知到的宇宙属于四维时空结构,也就是三维空间+一维时间,但空间真的只有三维?甚至在那里,时间也不是呈现一维单箭头形状的,而是多了一个维度,变成了二维散射性平面,在二维时间中,事物将不再单线程发展,而是在一瞬间发散出无数种可能性,就好像万花筒的瞬间展开一样。
相信我们很多小伙伴都看过《三体》这本科幻巨著,在刘慈欣的笔下,不仅有着精巧的构思,也有各种各样科普知识的传递,其中有一段情节,虽然只是主线剧情的一个小小的插曲,但也给我们这些科幻迷留下了深刻的印象,在书中两艘太空飞船在宇宙中追逐,慌不择路之际,双双掉入了一个布满四维气泡的区域内。