什么是四维空间、怎么理解

1. 什么是四维空间、怎么理解

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虚数值的轴。 
可见http://baike.baidu.com/view/1152.htm

2. 四维空间到底是什么样的？简单说明，通俗易懂。

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。
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。
可以定义可以度量的都可以有纬度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度，构成五维空间也能说的通。
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。

扩展资料四维空间的概念也可以通过解析几何的手段来研究。在那里我们可以利用代数方程来表示几何概念。为了利用这个手段进行观察以导致对四维空间的理解，我们来研究三维空间体系中的三个几何元素——点、直线和平面的方程。利用笛卡尔系统表示，我们可以写出：
点的方程：ax + b = 0 （坐标系：直线上的一个点）。
直线的方程：ax + by + c = 0 （坐标系：平面上的两条正交直线）。
平面的方程：ax + by + cz + d = 0 (坐标系：三维空间的三个互相垂直的平面)。
从上面的研究我们可以看出：
所表示的每一个几何元素（或空间）的方程中的变量数目，等于这个空间的维数加1。
坐标系中的几何元素与被表示的几何空间的几何元素的维数相同。
在这个坐标系中，几何元素的数目等于被表示的空间的维数加1。在坐标系中，几何元素的这个数目是最低要求。
用来表示几何元素的坐标系，位于比它所含有的几何元素高一维的空间里。
根据上述观察，我们可以写出三维空间的下述方程。应当注意：这个方程有四个变量（x、y、z、u）。
ax + by + cz + du + e = 0
根据这公式我们可以断定：
1. 这个坐标系的几何元素有三维，即它们是三维空间。
2. 在这个坐标系中有四个三维空间。
3. 这个坐标系位于一个四维空间里。
参考资料：百度百科-四维空间

3. 四维空间怎么理解

据科学家猜想  四维空间是三维空间的无限叠加 再加上时间构成 另外四维空间内的生物 将会了解自己所有的发展轨迹 而且超弦理论认为 世界是由10维空间加时间构成 其中七维都蜷缩在普朗克微观尺度上 人如果进入四维空间 就会像克莱因瓶一样没有内外

4. 怎样理解四维空间？

什么是四维？现在的说法是三维空间加上时间这一维，构成所谓的四维空间。然而，这种说法是一击即破的。为什么？   我们可以从二维来考虑。一个二维生物（如果有的话），他们考虑所谓的三维空间绝对和我们所认识的三维空间不同——它们会把时间作为第三维，因为他们无法感受这一维的存在。同样，我们现在也走进了这个误区，把时间算做第四维。可能四维生物看到我们在宣扬这种思想时，也在为我们叹息。那么时间算不算一维？在我看来，时间应该算是一维，即在多维生物本身的维度之外再加N维，构成新的M+N维空间，而且这样也有助于帮我们解决一些问题，也可以使我们对比三维维度更高的空间加深认识。   有一个更新的构想，即所有的维度都是由时间构成，没有时间，就没有空间，包括最基本的一维空间。这应该好理解，因为没有时间，空间本身的存在就没有任何意义，因为时空本身就是不能分割的整体。那么，为什么一种时间可以形成不同的维度空间？这里，我们可以把时间看成是一种可以分解的常量。时间可以分解，这一句话理解起来可能有点困难。但是，只要想通了道理也是很简单的。要明白这个道理，首先必须了解两点。第一是时空的不可分性，这一点估计大家都明白，离开了空间谈时间，或者离开了时间谈空间，都是毫无意义的。第二点是时间的多样性，这一点了解起来可能有一点麻烦。在日常生活中，我们接触到的都是时间的合成体，也就是各个分时间有机结合形成的一个总的时间体系。可能你们会觉得我是在狡辩，其实不是。只要你们换一个角度去想，一个结果，可能是几个不同的原因形成的。就拿运动来说，我们观察到的一般都是几个不同运动产生的一种运动的结合体，即合运动。关于时间，我们也可以这样去想。我们看到的时间结合体，可以是由物体运动的时间，历史时间（即经历时间）和其他的一些时间构成。而运动时间，我们又可以看成由上下运动的时间，左右运动的时间和前后运动的时间。当然，划分方法是多样的，这就构成了时间的多样性，至于如何去划分，这就要由不同的情况而定。一部分时间对应一段空间。在这个不完整的空间里，时间起到了决定性的作用。   我们之所以是三维生物，是因为这个维度的空间里只存在三维的时间。时间的不完整决定了空间的不完整。我们不能认识其他维度的空间，是因为我们不具备在那个空间里面运动的时间。时间的多样性决定的空间的多样性。同时，因为时间的不同分解方式，注定了我们的三维空间也是相对的，它可以被命名为一维，二维，甚至是任意维——完全取决于不同的分解方式。时间是决定维度的关键，同时，它也是决定低维物体高维存在方式的关键。   让我们看看科学上的说法：低维是空间上的缺陷，它们不具备在高维世界内运动的空间。关于这一点，有一个疑问，那就是我们怎么可以发现这个缺陷。我们认为的低维不存在某一个空间长度，是因为我们无法确定它有那一个长度，也就是我们现在用最好的设备也无法观察到那一个长度差。那么，将来呢？我们现在无法认证，可能将来会有人证明那个低维物体确实属于高维。因此，低维与高维并不存在所谓的空间差。那么，我们如何区别高维与低维？很简单，用时间。用时间去解释任何一个维度空间，我们也可以认为，低维之所以比高维低级，是因为它们存在时间上的缺陷，它们无法在时间范畴内感受高维的存在。所以，我们要去了解低维或者高维，先要知道它们存在的时间范围。高维与低维之间可以实现转化，道理是很简单的，只要加入或者去掉一个时间单位就可以了。然而说起来很容易，做起来却很复杂，我们对时间的概念都是如此模糊，要想在空间范围内实现时间的转化就更困难。   对四维空间，一般人可能只是认为在长、宽、高的轴上，再加上一根时间轴，但对于其具体情况，大部分的人仍知之甚少。有一位专家曾打过一个比方：让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人，他们只有平面概念。假如要将一个二维扁片人关起来，只需要用线在他四周画一个圈即可，这样一来，在二维空间的范围内，他无论如何也走不出这个圈。现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”。我们只需从第三个方向（即从表示高度的那跟轴的方向），将二维人从圈中取出，再放回二维空间的其他地方即可。对我们这些三维人而言，四维空间的情况就与上述解释十分类似。如果我们能克服四维空间，那么，在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能。

5. 四维空间是什么概念

四维空间是时空概念。
四维空间，又被称为“欧几里得四维空间”，根据爱因斯旦的相对论，四维空间可被定义为：在三维的空间上加上一维时间，简单来说，四维空间是由长、宽、高三个维度所构成的空间，加上时间轴。
另外，四维空间，可以扩展到n维，其常用在数学或物理等科目，当用在这两科科目时，可将n个数字的序列理解为一个n维空间的位置，当n维等于4时，所有这样位置的集合就叫做四维空间。

6. 怎么理解四维空间

四维空间是一个复杂的概念,要想了解它首先要明白低维的描述,我们假定零维空间的个体是一个点那么由点组成的线就是一维空间的个体,再这个空间中如果有生物的话那么它们就是一条线,由线组成面我们就得到了一个二维空间,而同理由面组成的空间就是三维空间,也就是立体空间,我门的世界就处在三维空间,然而什么是四维空间呢,这只是一个推论,也许它就是一个由立体组成的物体,也就是说由三维世界组成的空间.由于我们所处的维读低于四维所以我们只能给出推论而不能具体的理解他.
    以上是我个人认同的观点.而现在的四维空间的概念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、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。 

根据爱因斯坦相对论所说：我们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，我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行，你的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。

7. 如何解释四维空间

我以前写的，贴出来给你看：
http://zhixing.bjtu.edu.cn/thread-195945-1-1.html
今天早上看了一个关于四维空间物体的视频，突然心血来潮，想研究一下。于是浪费了半天的时间，得出了一些假设（不知道对不对）。回来赶紧写出来，别以后忘了。这里面用的大部分都是类比的方法，来推演一些四维空间的性质。
一、空间：
一维空间：简单讲就是一条直线，期间物体就是一个个线段，例如x轴构成的线；
二维空间：简单讲就是一个面，期间无物体就是一个个有限面，例如xy轴构成的面；
三维空间：简单讲就是一个体，期间物体就是一个个有限体，例如xyz轴构成的体；
四维空间：由以上推之，我定义四维空间的基本元素为X（一维是线，二维是面，三维是体），期间物体就是一个个有限X，定义t轴与xyz轴分别垂直，则构成四维空间坐标系。
这样定义后，一个四维物体的位置就能用（x，y，z，t）来表示了。
此外，我们还可以定义：无数个无限三维体以垂直于t轴的方式无限接近但不重合的叠加起来，便组成一个四维空间。
二、简单类推：
1.点------------------------------零维；
   线------------------------------一维；
   面（即n边形）--------------二维；
   体（即n面体）--------------三维；
   X（即n体X）----------------四维。
2.两条直线：
一维空间：重合，即不存在两条直线；
二维空间：平行、相交（其实平行、相交就可以看做异线，不在一条直线）；
三维空间：平行、相交、异面；
四维空间：平行、相交、异面、异体。
3.两个平面（这里所说的平面是无限的，概念类似于直线，以及以下说的“体”，皆同）：
二维空间：重合，即不存在两个平面；
三维空间：平行、相交（其实平行、相交就可以看做异面，不在一个平面）；
四维空间：平行、相交、异体。
4.两个体：
三维空间：重合，即不存在两个体；
四维空间：平行、相交（其实平行、相交就可以看做异体面，不在一个体）；
这样，我们就可以看出，四维空间是由X构成的，而X则由体的形式承载。就像三维空间中，体是由面承载的。进而我们可以大胆想象，四维空间物体的投影（即三维空间一个物体的影子），表现出来是一个有限体。
5.坐标移动：
x轴：一点由原点在x轴构成空间移动，形成一维空间的构成元素：线段；
xy轴：一点由原点在xy轴构成空间移动，形成二维空间的构成元素：有限面；
xyz轴：一点由原点在xyz轴构成空间移动，形成三维空间的构成元素：有限体；
xyzt轴：一点由原点在xyzt轴构成空间移动，形成四维空间的构成元素：有限X。
下面我们来画一个四维基本有限X的投影。
一维空间基本有限线：线段：两点构成（两个顶点）；
二维空间基本有限面：三角形：三线构成（三个顶点）；
三维空间基本有限体：四面体：四面构成（四个顶点）；
四维空间基本有限X：五体X：五体构成（五个顶点）；
由于前面所讲，体（即三维空间）是X的承载，所以我们在三维空间中制作出来的景象只是该四维基本有限X（五体X）的投影。用二维平面画出三维物体的投影，则需要透视（即画的那些虚线）；所以在三维空间中画出的四维物体的投影，也需要特殊透视，即旋转。如图：
 2010-12-3 17:26 上传下载附件 (2.95 KB) 
（画得不好）
右下角的那个东西再制作成三维的，然后旋转，就是四维基本有限X（五体X）在三维空间中的投影了（必须是旋转的、动态的）。我们是无法在三维空间中，画出一个四维有限X的，这一点不用我解释。（还是解释一下吧——！就像二维空间中不存在四面体一样，只能看到四面体的投影，三角形。）
而事实也可以证明，所画出来的家伙确实有五个四面体（自己看吧！！哈哈，我看过那个三维图像了，旋转的，确实是五个四面体，只不过有交叉重叠。不过这也正是投影的性质。比如说一个二维三角形，投影到一维中，就是一个线段，中间加一个点（·——·——·大概这样吧！），这个图形就有三条线段（有重叠），线段是构成二维有限面的元素。所以我们画出来的投影是正确的。
三、莫比乌斯环的推想：
看以下内容，必须了解莫比乌斯环。不懂的百度搜索下。
莫比乌斯环是一个在三维空间中扭曲了的二维平面。假设一个二维物体在此平面上行走，则在不知不觉中，会走到原本平面的“背面”，看到的景物则是左右颠倒的。现在你可以拿一支笔，做一个莫比乌斯环，然后选定一个起点（即A+）、一个方向开始画，注意标记，从开始走到最后连接在一起，然后将纸带展平，你会发现，你笔迹的行走路线是如图：
 2010-12-3 17:54 上传下载附件 (1.73 KB) 
（其实图中的直线应为一个面，即纸带）
从A+走到B+，然后突然从A-开始，走到B-，接着回到A+。假设你是个二维生物，你根本就不会知道空间扭曲了，因为是在三维空间中对二维进行的扭曲，但是你不知不觉地就走到了初始点A，只不过周围事物都是左右相反的，而前后仍是不变，即行走方向。
因此，我假设，一维空间的莫比乌斯环在二维空间中是一个线，这时候你确定了一个方向后开始行走，走到最后前后是相反的（因为一维空间只有前后的概念）。我定义行走方向前后为时间，向前即顺时，向后即逆时，则在一维空间中，可以产生时间吞噬现象：即自我时间的逆向。
现在再来看二维莫比乌斯环（我定义n维莫比乌斯环为n维空间扭曲产生的环，它实际存在于n+1维）。二维的莫比乌斯环只会改变左右景象，而前后是不会改变的。
接下来，我进而推想了三维空间的莫比乌斯环。同样，三维空间的莫比乌斯环需要一个空间扭曲才能产生，而这个扭曲必须在四维空间进行（类比二维莫比乌斯环）。我们假设一个长方体走廊（相当于二维的纸带），进行三维莫比乌斯环扭曲后，我们便在其中。这种扭曲连接方式并不是将体的首尾三维拼接，形成一个轮，而是在四维空间中扭曲。那么，我们也像一个方向行走，走到这个扭曲空间的尽头（类似于上面的B+），便会立刻来到扭曲空间的开始（即上面的A-），然而这时候，身边的景物是会发生变化的：类比以上可知，一维莫比乌斯环改变前后（即自身时间），二维莫比乌斯环改变左右（二维空间较比于一维空间所特有的属性），不改变前后（即自身时间），那么三维莫比乌斯环，即我们现存的空间因时空扭曲而产生的通道，它将改变上下（三维空间较比于二维所特有的属性），不改变左右，不改变前后。于是我们会经历这样的场景：时间倒转到我们的出发点A，看到的景物都是上下颠倒的，即在四维空间中，将三维莫比乌斯环展成一个体后，相对于这个体，会产生另一个轴对称体，我们会从原本的体中，进入这个上下颠倒的轴对称体中。这样，我们找到了另一个时间倒流的方式：在三维莫比乌斯环中行走，只不过先遇到的是轴对称的场景，之后再走回初始点后，才是正常的场景。（注意这种时间倒流只对于客观景象，即重新经历了以前的事物，“感觉像是回到了过去，而实际上自身时间即前后，是不会倒流的，即你仍然会变老。）
好像上面的解释有点难度啊！不知道大家有没有看懂。总之，根据一下午的类比推理，我总结了以下几点：
1.存在四维空间，才能产生三维空间的扭转，反过来，存在三维空间“莫比乌斯环式”的扭转，则可以证明存在四维空间；
2.在三维莫比乌斯环中，我们会经历时光倒流，不过进入的是另一个轴对称体，周围景象是轴对称的；
3.想了一下午这些，的确很累，头发应该掉了不少。

最后，我想的不一定对，就权当看着解闷吧！！！

8. 四维空间是什么概念

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。


四维空间中的四维物体
三维空间中可以存在二维、一维物体，四维空间中也可以存在三维物体，而四维空间中的具有4个维度的物体被称之为超体。
至于如何理解超体。以地图制作为例，地球差不多是一个球形，我们要想将不可展的球面表现在二维平面中，就只能采用投影法。
如果要想将三维物体表现在平面中，也只能采用投影的方法。以三维的球为例，当它穿过一个二维平面时，与平面相交的那部分是一个圆，随着球的运动，那个圆的面积便会发生大小变化。这些大小不同的圆，便是球体在平面上的投影。
那么要想在三维空间中展现超体的形态，通常也只能通过投影法展现出来。
投影通常是指用一组光线将物体的形状投射到一个平面上去，可以将它推广应用于四维物体。若是存在一个四维的球体——超球体，当它穿过立体空间时，它在立体空间中的投影便是体积不断变化的球。
当我们用眼睛看三维世界时，看到的其实是一幅幅二维画面。我们之所以感觉到自己看到的是立体的，是大脑对两个眼睛各自看到的不同画面处理叠加后的效果。
同理，当身处四维世界的我们，看四维世界中的四维物体时，我们所看到的应该都是立体图形。以立方体为例，在三维空间中，我们只能同时看到一个面。而对于四维空间中的超立方体，我们可以同时看到该立方体的6个面。
其实，物理学家早就已经从理论上推测，宇宙空间可能不只是三维的，而是存在更高的维度。在数学中，那些在三维空间中不可能存在的几何体有可能在四维乃至更高维度的空间中存在。
以上内容参考：百度百科-四维空间