三維是立體的呢。咱平常老說的前後、左右、上下呀，這都是相對於看東西的角度來說的，可沒有啥絕對的前後、左右、上下。好多喜歡天文的朋友可能看過那本科幻小說【三體】。【三體】裏對四維空間有描述：在四維空間裏，壓根兒就沒有封閉的東西，啥東西都沒遮擋，所有事兒都赤裸裸地在外面呢，這場景對咱視覺的沖擊那是明擺著的。說實在的，咱很難理解這種場景。那些說自己能理解四維空間的人啊，其實根本不可能全弄明白，為啥呢？就一個原因：咱生活在三維空間呢，就像二維空間的生命理解不了咱們三維空間一樣。四維空間呢，就是咱們平常知道的三維物理空間再加上時間這個維度。
在四維空間裏呢，要描述一個點的位置，就得用上四個單獨的參數（x、y、z、t）。這t啊，既能代表時間，又能表示四維空間的第四維。這種描述法能用笛卡爾座標系來展現，就這麽搞出了一個四維的座標系統。在四維空間裏，有些幾何定理和三維空間的可不一樣。四維空間這個概念是愛因斯坦在相對論裏提出來的。他尋思著，物體在空間裏運動，不光受空間位置的影響，還受時間影響呢，所以就得把時間維度引進來描述物體的運動規律。四維空間在物理學、幾何學、電腦圖形學這些領域都被廣泛用到。它能用來描述物體在空間裏的軌跡，光線在空間裏咋傳播的，曲面的形態咋變的這些事兒。在電腦圖形裏，用四維空間能做出更多彩的圖形效果，像翹曲效果、流體模擬啥的。在幾何學裏，四維空間也常被拿來研究球面對映、轉動之類的問題。
在四維空間裏呀，從一處到另一處的選擇那可就多嘍。幹脆點說，跟三維空間比起來，那選擇多得不是一星半點兒。打個比方吧，有個人在四維空間裏溜達呢，嘿，能突然就在一個地兒沒影了，緊接著就出現在另一個地兒。在四維空間裏，把三維空間像折紙似的折起來，輕松就能做到瞬間移動。就好比在三維空間裏，能把一張二維的紙折一折，讓紙上倆點湊一塊兒一樣。四維空間裏還有個叫「超立方體」的東西。這超立方體啊，它每一個面都相當於三維空間。用數學那套說法就是：點變成線，線變成面，面變成體，體呢就變成超立方體了。咱們現在看到的超立方體啊，其實就是個投影，失了老多真了，所以咱瞅不明白。
在四維空間裏啊，有一種特別的瓶子，叫基利因瓶。這基利因瓶可是德國幾何學的大拿菲利克斯.基利因發現的呢。這瓶子啊，是個能巢狀自身的連續拓撲空間。它的表面沒邊兒，根本不會到頭，也不分裏啊外的。咱們好像能造出這樣的容器，看著好像也不難理解。可在咱這三維空間裏，不管咋折騰都造不出來。它其實就是個不可定向的基利因拓撲空間在三維裏的投影。就是說，咱造出來的不過是它在三維空間裏的模樣，它真正的樣子在三維列根本沒法描述。就好比一個球穿過二維平面，在平面上投影就只有大小不斷變的圓面，根本瞅不見一個球的全貌。基利因瓶也這樣，它是個四維超空間拓撲體，沒更高維度的支撐，咱對基利因瓶啊，就只能一直停留在想象裏嘍。
得註意一下啊，基利因瓶可不是普通瓶子，那是個四維超空間拓撲體呢。基利因瓶啊，是那種永遠也裝不滿水的瓶子。它長啥樣呢？這麽說吧，瓶子底部有個洞，把瓶頸拉長嘍，還得扭著伸進瓶子裏頭，最後和底部那個洞接上。這玩意兒跟咱平常喝水的杯子可不一樣，它沒「邊」，表面永遠不結束。跟球面也不同，一只蒼蠅能直接從瓶子裏頭飛到外面，都不用穿過表面，為啥呢？因為它沒有內外的區別啊。就因為這個，水是永遠沒法裝滿它的。咱現在看到的基利因瓶都是假的，你仔細瞅就會發現，那些基利因瓶肯定會和自身相交，用數學話講，這樣搞出來的基利因瓶在三維裏的情況就是它在三維空間裏的浸入。
可實際上呢，真的基利因瓶啊，它那瓶頸是借著第四維跟瓶底接上的，根本不用穿過自個兒，也不會跟自個兒交叉。咱們能瞧見它那「無定向性的平面」這定義呢，這種瓶子壓根兒就沒裏啊外的區別，不管從哪兒穿透那曲面，到的地兒還是在瓶子外邊兒，這玩意兒啊，本質上就是個只有外邊兒沒有裏邊兒的怪東西。瞅到這兒，好多朋友肯定得有個疑問了，那四維空間到底存不存在啊？還是說這就是愛因斯坦提出來的一個概念呀？嘿，在19世紀的時候，有個特有名的數學家證明了四維空間是存在的，這個數學家就是波恩哈德.黎曼，這人在19世紀那可是被叫做天才數學家呢。在他那時候，歐幾裏得幾何學被當成是唯一的幾何學，人們都覺著三維空間裏的所有圖形都能從平面幾何學那兒推匯出來。
黎曼尋思啊，空間能是平展展的，咋就不能是彎彎繞繞的呢？這麽著，黎曼就開始搗鼓有曲線的空間嘍。這一搗鼓可不得了，發現了正曲率呢。嘿，在曲面上啊，平行線就像兩個調皮的小鬼，總會碰到一塊兒，而且三角形那內角和能超過180度呢。有正的那就有負的唄，黎曼又發現面還能有負曲率，這時候三角形三內角之和又能小於180度嘍。面都能彎曲了，那兩個彎彎曲曲的面就能湊一塊兒啊。得嘞，「黎曼切口」就這麽冒出來了。這黎曼切口就跟連通多空間的小隧道似的。您就把宇宙的倆空間想象成兩張紙，這兩張紙彎彎扭扭碰到一塊兒的時候，那連線的地兒，就是兩個宇宙空間搭界的地方啦。黎曼就把這個切口形容成蟲洞，嘿，這就跟高斯說的書蟲聯系上嘍。
黎曼的偶像那得說是高斯，這位在全世界都特有名的數學家，最牛的成果就是搗鼓曲面微積分的研究。黎曼呢，就是受了這個理論的啟發，才冒出新點子的。那這個所謂的「書蟲」是啥玩意兒呢？就好比說啊，在二維平面裏住著只蟲子，哪怕這平面被人類這種高級微生物弄得皺皺巴巴的，在蟲子眼裏，自個兒的世界還是平平整整的，只不過它們的身子也跟著空間一塊兒皺巴了。每回它們的身子越過紙上的一道褶子，就會被一種看不見的力量影響。要是兩張紙之間開了個口子，那蟲子就能從這個口子進出，在兩個世界之間溜達了。
不過呢，最有力的證據還得說是愛因斯坦的廣義相對論。愛因斯坦借鑒和改造了黎曼空間這個概念，就把廣義相對論的內容給完善了，特別是和空間維度有關的那些部份。照愛因斯坦的說法，像四維空間這樣的高維空間，在地球這種星體上可能是不存在的，可在宇宙的某個地方，它們很可能是實實在在存在著的。除了四維空間，科學家如今都已經把維度空間搞到11維度了。看到這兒，好多人可能都不曉得11維度有多厲害。11維度空間這個概念是從弦理論裏出來的。目前呢，科學家在自然界裏發現了61種基本粒子，在咱們這個宇宙裏存在著四種基本作用力，就是強相互作用力、弱相互作用力、電磁力和重力。
前三種作用力啊，量子力學都能解釋得特完美。可這重力呢，量子力學就沒轍了，得用經典力學來解釋。嘿，經典力學也怪，它又解釋不了前三種作用力。這不就說明咱物理學還有不少漏洞嘛。愛因斯坦以前就琢磨啊，假設宇宙裏所有東西都是空間扭結和振動搞出來的，簡單講呢，咱們看到的全是幻象。要是這想法沒錯，那另外三種基本力本質上肯定和重力一樣，都是空間扭曲鬧的。科學家統一不了這四種基本力的時候呢，就提出了個弦理論。弦理論說啊，每個基本粒子裏頭都有根小細線在那兒振動呢，科學家就管這細線叫弦。
科學家覺著啊，這種弦有振動的特性，那就是一種能量的展現方式呢。這弦說到底應該是一種波，屬於能量的一種形式。科學家還覺著，不一樣的粒子呢，都是由弦振動的不同頻率構成的。靠著弦理論，科學家能把那四種基本力湊一塊兒，可這就得把維度空間擡到11維才行。所以科學家就琢磨著，咱們這宇宙就是由11個維度構成的。維度越高，就意味著生物的能耐越大。在一維空間裏啊，沒高度也沒寬度，就只有長度，就好比畫一條沒寬度的線。二維空間呢，是在一維空間上加了個寬度，在數學建模裏，二維就是個平面，有長有寬，可沒有高度，就像在一張紙上畫了個圖形似的。
咱現在待的這個世界就是三維空間，由長、寬、高構成的。那四維空間呢，就是在三維空間上再加個時間維度。愛因斯坦覺得啊，在四維空間裏，時間能被量化，咱們能像擺弄看電影似的，自由地讓時間軸快進或者暫停。在四維空間基礎上再添個維度就成五維空間了。在五維空間裏，時間和空間都一樣客觀。要是人能進到五維空間裏，人的思維也會存在，就像水流似的連續不斷，跟時間的連續流一個樣。再在五維空間上加個維度就成六維空間了。要是說四維空間是三維加時間，那從四維到六維，多出來的維度就相當於一維到三維的時間。六維裏的時間是三維的，把五維空間彎一彎就成六維空間了。在六維空間裏啊，咱能直接就到結果那兒，不用眼巴巴地等著時間慢慢流走。
七維空間、八維空間、九維空間、十維空間、十一維空間，就這些空間啊，科學家現在也就只能在腦袋裏瞎琢磨琢磨。說不定這些高緯度的地兒，比咱們能想到的還要麻煩呢。十一維空間裏要是有生物，那簡直就是神一樣的存在啊。咱能想到的那些事兒，什麽穿越時空啊，回到過去啊，把歷史改巴改巴啊，挑個自己想要的人生啊，跟喜歡的人湊一塊兒啊，在十一維空間裏都能成。在那兒啊，就沒有辦不到的事兒，只有你想不到的事兒。不過呢，這都是科學家在那兒猜呢。咱們這個宇宙裏到底有沒有其他維度的空間啊？科學家們現在還在熱火朝天地研究呢。以後人類科技要是進步發展了，說不定真能找到四維空間還有其他維度的空間呢。小編就盼著人類能早點實作這個願望，大夥對這事兒有啥想說的不？
