4维空间有什么作用(什么叫4维空间)

什么叫4维空间

四维空间，也叫做“欧几里得四维空间”，是标准欧几里德空间。它是一个数学概念，可以拓展到n维；四维空间的第四维指与x，y，z同一性质的空间维度。

在物理学和数学中，可将n个数的序列理解为一个n 维空间中的位置。当n=4时，所有这样的位置的集合就叫做四维空间。四维空间和人居住的三维空间不同，因为多了一个维度。

通过一维、二维、三维空间的演变，人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的，但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律，而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识，或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。

当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现，但现实很难对应和想像。

但一般人提到“四维空间”时，却经常会将其与爱因斯坦在相对论中提及的“四维时空”（叫做“闵可夫斯基空间”）相混淆。

什么叫4维空间建筑

十四维空间所包含的内容有：

前三维是位置，存在于空间中；

第四维是速率，存在于时间中；

第五六维是速率指向，存在于（速度）时间方向中；

第七八维是状态指向，存在于自身形状对应的空间方向中；

第九维是状态转角，存在于自身形状对应的滚动中；

第十维是自旋速率，存在于滚动时间中；

第十一二维是自旋赤道轴指向，存在于滚动（速度）时间方向中；

第十三维是自旋赤道轴指向漂移速率，存在于滚动变化（加速率）时间方向中；

第十四维是自旋赤道轴指向漂移速度赤道平面映射方向，存在于滚动变化（加速度）时间方向中。

根据90年代提出的M理论（超弦理论的一种），宇宙是11维的，由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里，宇宙只是4维的（3维空间和1维时间），现代物理学则认为还有7维空间我们看不见。

四维是什么空间

四维空间就是三维再加上一维时间 平行宇宙（Multiverse、Parallel universes），或者叫多重宇宙论，指的是一种在物理学里尚未被证实的理论，根据这种理论，在我们的宇宙之外，很可能还存在着其他的宇宙，而这些宇宙是宇宙的可能状态的一种反应，这些宇宙可能其基本物理常数和我们所认知的宇宙相同，也可能不同。

什么叫做四维空间

人类看到数学三维空间，实际上处于物理四维时空。数学四维空间就是一个物体的截面是一个体，有长宽高。数学三维空间就是体，截面是面，只有长宽。物理三维时空是体，有长宽高。物理四维时空就是伴随时间观念的体。数学与物理不一样，时空与空间不一样。像这样就有了多维度空间与时空，高维度无法想象。一个字一个字打上去的。谢谢

4维空间是怎样的

目前已经科学研究的只有四度空间，五度及以上的高纬度空间没有发现。

什么是4维空间

四维世界指的是四维空间里边的世界，通常所说的世界都是处于三维空间里面的世界，这是一个可以让人们所感受到的世界，因为这个世界里边有真实的体积，可以让人们感受到长宽高这三个维度，如果是四维空间，那么可以加上一个时间的维度。

时间虽然说是客观存在的，但是人无法感受得到

什么叫4维空间的概念

一、含义不同：垍頭條萊

三维以上的空间，一般统称高维空间。四维空间是一个时空的概念。简单来说，任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。萊垍頭條

二、关系不同：萊垍頭條

长、宽、高便构成“三维空间”。三维即前后--上下--左右。三维的东西能够容纳二维。三维空间的长、宽、高三条轴是说明在三维空间中的物体相对原点O的距离关系。垍頭條萊

将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网，将之张平，可以将之近似看做是二维平面，然后将一个小球放在网上，橡皮网在小球的重力作用下凹陷，这就形成了三维空间。垍頭條萊

根据爱因斯坦相对论所说：生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢，所以不会明显的感觉到四维空间的存在，但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中，使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时，能对比的找到时间的变化。頭條萊垍

如果在时速接近光速的飞船里航行，生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在，物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一的原因。萊垍頭條

4维空间是什么概念

与牛顿（Isaac Newton）的绝对时空不同，爱因斯坦（Albert Einstein）的理论告诉我们：空间和时间是相互关联的，三维的空间和一维的时间共同交织在一个时空中，组成一个四维时空（four-dimensional spacetime）。

同时，空间和时间也并非是绝对的，而是相对的。这正是爱因斯坦的革命性理论被命名为相对论的原理。

一、四维时空的“开胃菜”

空间中两点之间的距离是多少呢？相对论认为，答案取决于你所问的对象。对于以一半光速在飞行的人而言，两点间的距离要比静止（即相对于两点静止）的观测者看到的要短很多。这同样适用于两个事件的时间间隔。你飞得越快，你的时间流逝得就越慢。

爱因斯坦还表示，质量（还有能量）在四维时空中施加了影响。直线在大质量物体（如恒星、黑洞）的影响下会轻微地弯曲。结果就是，沿着直线运动的任何东西，比如一束光线或者一颗行星，在大质量物体的影响下开始沿着弯曲的轨道移动。

相对论认为，引力的确是时空弯曲对其他物体运动的影响。既然在谈论时空，那么时间自然也会受到大质量物体的影响——越靠近黑洞，引力场越强，时钟就会走得越慢（引力红移现象）。

也就是说，爱因斯坦的四维时空，不但空间可以弯曲，时间也可以弯曲（时间膨胀变慢）。由加州理工学院物理学家、诺贝尔奖获得者基普·索恩（Kip S. Thorne）教授兼职制片人的好莱坞大片《星际穿越》（Interstellar）中，宇航员库珀与两位同伴一起在一个叫做米勒的行星世界只待了几个小时，米勒是一颗围绕巨型黑洞运动的行星。由于行星轨道离黑洞很近，时空被扭曲得厉害，时间流逝得十分缓慢。当库珀仨人回到自己的“永恒号”飞船上时，第四位宇航员尼古拉已经变老了23岁。

这一幕太疯狂了，但却是符合科学原理的，在强大引力场中空间和时间都弯曲了。我们现在所用的手机卫星导航系统中，对时间的微调就用到了这个原理。

二、四维时空的结构

下面让我们借助于熟悉的太阳、行星（地球）以及一束光线随时间的运动过程，来说明四维时空具体是怎样的故事。

让四维时空可视化的诀窍非常简单：舍去（忽视）其中的一维。当然，必须保留时间维度。由于空间三个维度的地位是一样的，舍去其中任意一个维度都没有关系。然后就剩下了二维空间和一维时间。这样简化的结果是，四维时空变成了我们熟悉的三维空间了。

在二维空间里，物体只能在一个平面上前后左右移动。想象两种在这个水平面上沿直线运动的物体：一种是一束星光，以每秒30万公里的速度运动；另一种是一颗行星（地球），与光束沿相同方向运动，但速度假定是光速的万分之一，仅为每秒30公里。如果不受外界影响，二者都会沿着相同的直线路径运动，只是速度相差很大。

现在，我们再把太阳也放在这个平面上，距地球运动直线路径1.5亿公里远。我们知道，太阳的质量造成了时空弯曲。因此，光束和地球的运动路径都会弯曲。奇怪的是：光束的路径只被弯曲了很小的角度。但是，地球的路径却弯曲得很厉害，直到在平面上成为一个圆形轨迹。

这是为什么呢？如果两者都受到同样的曲率影响，难道它们不应该沿着同样的轨道弯曲吗？如果你这样想就错了！

要知道，我们这里谈到的弯曲路径不是在空间里，而是在时空中。真实的情况应当把时间维度和二维空间加在一起，即考虑三维时空中的运动。上图中，时间取代了第三个空间维度（上、下）的位置。事实上，我们已经创造了一个新的三维坐标系。ｘ轴和ｙ轴的水平面上，在每30万公里（光每秒走的路程）处有一个刻度。纵坐标ｚ轴也有相同的刻度线。

三、四维时空中光路和时间流逝的弯曲效应

先来看光束。在零点时，光束位于空间中的一点。一秒后，它移动了30万公里，水平面上的一个刻度。但在三维时空中，它还向上移动了一个刻度。因此在这一秒钟后的时空中，光束是沿着一条倾角为45度的路径运动的。

再看地球。一秒钟后，它运动了30公里。因此地球在三维时空中的运动路径（即世界线，爱因斯坦把粒子在四维时空中的运动轨迹称作世界线。这里已简化成三维时空。）比光束的倾斜角度要小得多，仅为20角秒左右。对于普通观测者来说，光束很明显沿对角线移动，而地球则沿直线上升，几乎是垂直的。

现在让太阳加入其中。在这个简化模型中，太阳在空间是不动的，速度为零。所以，它在三维时空的移动路径正好是垂直的。但是，太阳的质量在时空中制造了一个很小的弯曲，因此，光束的世界线和地球的世界线都被轻微地弯曲了一点。

由于光速极快，光束几乎立刻离开了这个被太阳质量弯曲的时空。光束的对角世界线只被轻微弯曲了，持续时间极短，光束马上又沿直线路径离去，保持45度倾角，方向与之前略微不同。投影到二维空间的水平面上，光束的轨迹有轻微的改变。

然而，地球仍停留在弯曲的时空区域内。它在时空中沿着几乎垂直的路径运动，保持20角秒的倾角。由于太阳质量场的曲率，这个小倾角方向一直缓慢变化。一年后，地球走完了绕日轨道的一周，对应的空间中才走了9.46亿公里的距离，花了3150万秒的时间。地球在时空中的螺旋形世界线几乎很难用肉眼与直线区分开来，它依然是一条几乎完美的直线。这是因为太阳质量不是特别大，引起的时空弯曲也就很小。

如果我们忽略时间维度，把地球一年运动的世界线投影到二维空间，地球的轨迹可以说被弯曲得很厉害，直到变为我们所知的圆形轨道。与此同时，那一束高速运动的光线，已经飞了9.46万亿公里（1光年）的距离，早已不知去向。

四、结束语

显然，爱因斯坦的四维时空是一个全新的概念。他对空间和时间的洞见彻底改变了物理学家对引力和宇宙的理解。这些四维时空的特性又都是我们日常的直觉难以理解的。

当我们接触到有关黑洞、超强时空弯曲以及引力波等物理概念时，我们不能只相信自己的直觉。如果我们相信爱因斯坦的理论，就应该接受他的四维时空的概念。三维空间与一维时间本质上是一个不可分割的整体，即四维时空。四维时空中的空间、时间都是动态而非静态的，时空或宇宙不可能是稳态的。物质分布的改变，时空的弯曲程度也会随之改变；时空曲率的改变，物质运动也会随之改变。

【谢谢阅读】

四维空间是什

一维能容纳所谓的零维（直线是由点构成） 二维的东西能够容纳一维（纸上可以画条直线） 三维的东西能够容纳二维（盒子里放个纸片）四维的东西就理所当然的容纳3维了。我们人体算3维的。我们的世界就是4维了,为什么是4维的呢？因为我们的世界有这样四个元素：长宽高和时间。五维就是由于四维运动产生，假设四维空间可以对折那么对折后的那部分所谓的无，就会由于四维的运动而给填补。

空间

基本信息

空间是与时间相对的一种物质客观存在形式，由长度、宽度、高度、大小表现出来。通常指四方(方向)上下。

空间有宇宙空间 、网络空间、思想空间、数字空间、物理空间等等，都属空间的范畴。地理学与天文学中指地球表面的一部分，有绝对空间与相对空间之分。空间由不同的线组成，线组成不同形状，线内便是空间。

空间是一个相对概念，构成了事物的抽象概念，事物的抽象概念是参照于空间存在的。

一维空间

基本信息

一维空间是指只由一条线内的点所组成的空间，它只有长度，没有宽度和高度，只能向两边无限延展。一维实际是指的是一条线，在理解上即为左-右一个方向(如:时间)。也可理解为点动成线，指没有面积与体积的物体

二维空间

基本信息

二维空间是指仅由长度和宽度(在几何学中为X轴和Y轴)两个要素所组成的平面空间，只向所在平面延伸扩展。

二维空间同时也是美术上的一个术语，例如绘画便是要将三维空间(三度空间)的事物，用二度空间来展现。

三维空间

基本信息

三维空间，也称为三次元、3D，日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间。而且日常生活中使用的“三维空间” 一词，常常是指三维的欧几里德空间。

四维空间

基本信息

四维空间不同于三维空间，四维空间指的是标准欧几里得空间，可以拓展到n维;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识以及存在于四维空间，因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x，y，z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间，时间的本质是描述运动的快慢。

五维空间

基本信息

时间层次和传统三维空间统一的空间。

与传统物理学三维空间观、爱因斯坦相对论四维空间观相对而言的新的空间观，是空间观发展的最新成果，也是前者发展的必然结果。

四维就是四个有联系的抽象概念组成的，第四个抽象概念是实时间，第四联系值为速度，而五维是由五个有联系的抽象概念组成的，第五个抽象概念是曲率。

四维空间是什么

四维空间是一个时空的概念。简单来说，任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过，日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念，我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系，是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴，而这条时间的轴是一条实数值的轴。

确定任何事物都需要四个坐标（空间的三个坐标和时间的一个坐标）的空间。

四维空间是三维空间和时间组成的整体。

三维空间其中任意一点的位置，由三个坐标便可确定，其中事物其实是相对静止的，而能够容纳生命的空间，至少是四维的。可以说，生命便是，能够感知、记录时间坐标的空间物质。

这个概念是根据任何物质都同时存在于空间和时间中，空间和时间不可分割而提出的。四维空间的几何学对相对论的广泛传播有重要作用。

一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间（因为有了时间），当然这只是一种说法，并

四维空间

不是说第四维就是时间。

在物理学中描述某一变化着的事件时所必须的变化的参数，这个参数就叫做维。几个参数就是几个维。比如描述“门”的位置就只需要角度，所以是一维的而不是二维。

简单地说：零维是点，没有长、宽、高。一维是由无数的点组成的一条线，只有长度，没有宽、高。二维是由无数的线组成的面，有长、宽没有高。三维是由无数的面组成的体，有长宽高。维可以理解成方向。

因为人的眼睛只能看到三维，所以四维以上很难解释。正如一个智力正常，先天只有一只眼睛，一只耳朵的人(这样就没有双眼效应，双耳效应)，他就很难理解距离了，他很可能认为这个世界是2维的。

一个简单的说法：N维就是2个以上的N-1维物体垂直所形成的空间。

因为，人类只能理解3维，所以后面的维度可以通过数学理论构建，但要仔细理解就很难。在量子力学，仍在建立的弦理论，认为世界是11维的。（十维空间+一维时间）