霧里看花

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

四維空間的概述為“一個時間的概念”，看上去可望不可及，與我們的接觸似乎只存在于科幻小說中，但如果四維空間已經(jīng)被證實了，距離我們并不遙遠呢？

沒錯，已經(jīng)有相當數(shù)量的科學家宣稱自己已經(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，讓我們一起來看一看一位德國數(shù)學家給出的關于四維空間的答案。

人類進入四維空間會經(jīng)歷怎樣的情景？

這位德國科學家名為喬治·波恩哈德·黎曼，就四維空間的討論，他曾于1850年左右發(fā)表過一篇在當時極具有前瞻性的文章《論幾何基礎假說》。

在當時，人們對于近代物理的認知都非常模糊，何況是四維空間這一在今天都沒有解決的問題？這篇文章極大的開拓了當時科學家的思考范圍，當然，這對于當時的科學家而言可能并不是一件好事，因為對于我們所處的三維世界的研究，在當時都在艱難的進行中，而跳脫出三維的視野，去研究更高維度的空間，無疑是挑戰(zhàn)性十足。

但我們永遠都無法低估人類的創(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)有了一套關于四維空間的相對完善理論。其中最重要的，就是“多維度空間”理論，在該理論當中，我們的宇宙被劃成十一個維度的空間，而人類，處于在低維度當中。正如動畫中的人無法感知到人類的存在，人類也無法觀察更高維度。

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

假設更高維度存在生物，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，他們殺死我們也應當十分簡單，對于我們來說，他們（或者應當稱之為祂們）是猶如克蘇魯神話當中時空支配者一般，是全知全能的。我們無法想象他們的樣貌、生活方式，但他們最有可能的存在方式是沒有實體的，因為凡是有實體就會受到時間、空間的限制，而四維空間中理論上是不存在這些的。

有人推測四維空間以量子態(tài)存在，因此能夠跳脫時空的限制。這個觀點正確與否自然是我們無法印證的，如果按著這條思路走下去，那么人類進入四維空間，必將會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，這樣確實是實現(xiàn)了永生，但又有多少人會愿意呢。

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

比如現(xiàn)如今很多網(wǎng)絡小說中使用的設定——人類的思維進入虛擬空間，在那個空間之中，可以借助計算機實現(xiàn)“全知全能”，并且也做到了超脫時空，如果那一天真的到來，我們對于四維空間的認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)實中的人互動，我們也渴望著能夠突破極限，與我們未曾接觸過的存在會面。

說了這么多，其實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科是數(shù)學，就像我們學習一維的點、二維的線和面是在數(shù)學書中一樣。雖然大部分的數(shù)學教科書不會包涵有關四維的內(nèi)容，但在數(shù)學上研究四維空間卻是由來已久，并且有著諸多理論。

最早的時候，達朗貝爾在《百科全書》關于維數(shù)的條目中提議把時間想象為第四維。現(xiàn)在的理論中，四維與時間有關聯(lián)性，但并不等同于時間或空間。

麥比烏斯在后來的《重心的計算》中畢竟簡明的提示出了四維空間的特點，即在四維空間中，三維的物體是可以重疊的。但是他后來又自行推翻了此說法，他覺得疊合的三維物體實在太難以想象，所以四維空間并不存在。

直到后來，數(shù)學這一學科擺脫了現(xiàn)實世界的束縛，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《線性擴張》，1862年又將其修訂為《擴張論》。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：

我的擴張的演算建立了空間理論的抽象基礎，即它脫離了一切空間的直觀，成為一個純粹的數(shù)學的科學，只是在對（物理）空間作特殊應用時才構成幾何學。但在當時，為此爭吵的科學家并不在少數(shù)。直到5年之后，這個理論才逐漸被數(shù)學界所接受。

結語

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

人類作為智慧生物，對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，但只要對于未來、對于未知的無限渴求的心存在，人類總有一天尋得宇宙的奧秘，一覽這個美麗神秘世界的全貌。

文/齋晗