文/阿斌 【原创科技文章】
你了解四维空间吗？
四维空间是个怎样的空间？
数学概念的四维空间与物理概念的四维空间有什么区别？
我们生活的空间是一个三维空间，即：我们可以感知长、宽、高的存在。在三维世界中，或者说我们的大脑中只能理解三维空间，很难理解四维空间。这种观点普遍存在，甚至限制了我们的思维。其实这是一个错误。
首先，让我们从抽象的数学概念来解理空间概念。
零维空间
它是一个点。它是静止的，它没有任何大小或方向，它只有一个顶点，即这个点本身。
一维空间
它是一条线。我们称之为长度，也称线段。它有方向，也有大小。如果将这个线段放置在一个轴上，通常叫做X轴，只需要一个数字及一个坐标就能确定它在这个轴上的位置和长短。它不再是静止的，可以做直线运动。它有两个顶点，是一条直线。我们可以将火车的运动理解为线性运动。
二维空间
它是一个面。比如正方形、圆形、三角形等，它是二维的，拥有长度和宽度两个维度。这个维度是由两条互相垂直的X轴和Y轴构成的。在这个面上的任何点都可以在X轴和Y轴上找到对应的坐标。它有4个顶点，4条线和一个平面，三角形、圆形都是特殊情况。我们可以用船舶在水面上的运动来理解平面运动。
三维空间
三维空间就是我们通常理解的长宽高，也就是在由三条互相垂直的X轴、Y轴和Z轴构成的立体空间。它是二维运动，它有8个顶点，12条线，有6个面，是一个体。我们可以通过飞机在空中飞行理解三维运动。
四维空间
四维空间是什么呢？
四维空间是建立在三维空间基础之上的超立方体，简称超体。它有16个顶点，32条线，24个面，8个体。
一般来说，人们很难想象四维空间的样子。它是在三维空间的基础上增加了W轴，即在与X轴、Y轴、Z轴形成垂直关系的基础上增加了W轴。
三维空间有三个坐标点，而四维空间有四个坐标。
除此之外，根据点、线、面的数量得出以下规律：
N维顶点的数字关系 ：N = 2n（n为正整数，为上角标）
N维线的数字关系为：N =N× 2n-1（n为正整数，n-1上为角标）
N维面的数字关系为：阶乘关系。
由此，我们可以推导出N维点线面的关系，如五维、六维、十维等……任意维度。
这是数学概念的四维空间。
物理概念的四维空间，称为四维时空，即：除三维空间的X轴、Y轴和Z轴外，增加了时间轴T轴。
因此，四维空间和四维时空是两个不同的概念。
