实力科普 | 初中生也能看懂一些的四维空间

来源：吉林科普微窗

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四维空间听起来就是一个非常诱人很考验想象力的词汇。但是要注意，这个视频里说的不是与时间有关的那个四维，而是一条线、一个平面、一个立方体、一个四维立方体的那个四维。

相对论中，第四维是时间，它和其他的三个空间维度，地位是不完全平等的。譬如，时间只能往前走，而空间可是前后左右都行的。

而这里的四维空间，跟相对论无关，第四个维度也是空间，且这四个空间维度，地位是平等的。

要想研究更复杂的东西，你得先把更简单的类似的东西搞清楚。
这可能是数学给我们的最有用的启发。
为了理解更高的维度，我们需要先把更低更简单的维度搞清楚。

先从三维看二维。
假如你在一张纸上画一个正方形，里面再画一个圆。如果你是二维纸面上没有高度的生物，在正方形外面看，你是看不到里面的圆的。但是我们从纸的上面看，正方形里面的东西也能看清楚。

同样的道理，从四维看三维。
如果你的快递包裹里面装着一个球。没打开包裹前，你肯定看不到里面的球。
但是！如果从四维空间看的话，不用打开包裹，里面的球就看得一清二楚！
Science EIf这个视频精彩之处，就在于，它用了很多这样的类比，通俗易懂。值得一看，不懂的话可以多看几遍。但是不能指望完全看懂。

最后再额外补充一些视频中没提的：
有时候更高的维度并不一定更难。因为更高的维度意味着更多辗转腾挪的空间，很多问题反而更简单了。

就好像，我们常用来解释虫洞的那个比喻。一张二维的纸面上，从一点到另一点，距离很远，但如果你在三维空间，你就可以把它折起来，两个点正好位于上下方，那距离可就近多了。
就好像，实数虽然包括了整数，貌似比整数更复杂，但是实数要比整数更容易处理，因为它是连续的，可以更方便地使用微积分，而单单处理整数的数论可就难多了。
再譬如说，庞加莱猜想最早是在五维和更高维一下子就解决了的。
其次是在四维空间证明的。
最后也是最难的，才是在我们生活其中的三维空间。
这是否也从某个角度说明了宇宙为什么会选择了我们看到的三维空间？
没有人知道。

来源 | 科普君XueShu雪树的微博视频、科学探索

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