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【科普z知識】在很多人的思維邏輯中，“四維空間”似乎是理所當然的存在，這與大量科幻、玄幻、奇幻小說的出現不無關系。在很多這類虛無縹緲的文學作品中， “四維空間”作為吸引眼球、制造噱頭的“幻想源”被極大渲染，成為深奧科學的一部分。
很多人，尤其是沒有理工科專業背景的青少年或者成年人，看到這么多的文字渲染，下意識的就當真了。于是，很多人一聽到“四維空間”這個詞，就把它當成一個深奧的科學名詞。
那么，四維空間真實存在嗎？這個概念真屬于科學范疇嗎？
1.四維空間與第四維度
眾所周知，三維空間是真實存在的。因為能真實感知三維空間，我們在義務教育中學階段也學習了立體幾何等基于三維空間的科學理論知識。
在三維空間中，有三個內涵和概念相同的維度。科學家和學者在研究時可以將這三個維度相互替換，替換后的原有邏輯規律和數學公式同樣有效，只需要觀察者或研究者改變視角。
如果“四維空間”的概念是科學成立的，那么第四維和已知的三個維度也應該是平等存在的，它們是相互替代的，不影響三維空間體系中已有的邏輯規律和數學公式。否則，如果第四維與其他三維不可替代，則稱之為“第四維” 。
2.基于時空邏輯的四維空間
在時空的邏輯下，一些科學家為了探索更多的宇宙規律，把時間和空間的維度放在一起研究。這里把時間邏輯中的“早晚”維度(T)和空間邏輯中的左右維度(X)、上下維度(Y)、前后維度(Z)放在一起，就形成了所謂的“四維空間” 。
但是，這個“四維空間”必須用“二維邏輯”來看待。在時空邏輯的初級維度中，有兩個維度，即時間維度和空間維度。時間和空間都有自己的二級維度，其中時間有一個T維度，而空間有三個維度，分別是X維度、Y維度和Z維度。可以看出，無論是作為第一維度的時間維度，還是作為第二維度的T維度，都和X、Y、Z維度不一樣。
因此，在時空邏輯下，我們可以給三維空間加上一個“第四維”的概念，但“四維空間”的概念是牽強的。
3.基于純粹空間邏輯的四維空間
宇宙中純粹的空虛
間邏輯下，人類提出了三維空間的概念，探索、總結出了基于三維空間的科學體系（包括數學、物理、天文、地理等方面），并且已經非常成熟，其對人類文明和科技發展的作用是至關重要的。而基于純粹空間邏輯的“四維空間”這個概念的出現，就顯得比較虛幻了，并沒有為人類科技發展帶來任何實質性的作用。不過，人類文明中除了科學范疇之外，還有對虛幻思維更具包容性的文學范疇，以及其包容性介于二者之間的哲學范疇。
在文學領域，“四維空間”這個概念被肆意使用，甚至發展出了“六維空間”、“九維空間”等概念，但其實這些概念都是虛幻度超高的幻想，是一些小說作者出于文學效果考慮而進行的文字渲染。甚至于在“只需要有影響力的人物為其背書，而不需要實證就能發展成為體系”的任何哲學流派（或宗教、神學等）中，也很少有“四維空間”能立足的領域。
另外，一些科幻甚至科普文字作品中，還試圖通過“一維空間”、“二維空間”與三維空間的比較和邏輯關系，來“引導”讀者理解“四維空間”，也真是讓人覺得“佩服至極”了！
其實，宇宙中真實存在的只有三維空間（至少在人類目前認知范圍內），即便“一維空間”和“二維空間”，也只是人類抽象出來的“科學情境” 。“一維空間”和“二維空間”是科學家們為了能更好地理解和求解三維空間的規律，而抽象并設定出來的科學情境，在人類科學水平和認知能力內，宇宙中就不存在真實的“一維空間”和“二維空間” 。所以，試圖利用“一維、二維空間”與三維空間的關系來解釋“四維空間”的存在性和其概念的合理性，其推理邏輯方面天生就存在著致命缺陷。人類看到的所謂“二維場景”，比方說一幅畫，其實也是有厚度的。
再換個角度來說，三維空間的概念有點類似于“兩性關系”這個概念，它們共同的特點就是，都是基于宇宙中存在的、可以感受到的真實事物得來的概念。假如有人提出“三性關系”的概念，那勢必會在“雌與雄”、“陰與陽”、“正與負”的兩個性狀之外，出現“第三性” 。這個“第三性”充其量可能是原有“雌雄”、“陰陽”、“正負”的結合，亦或虛無，這個“第三性”肯定是構不成能獨立合理存在、并與原有的“雌雄”2性并行同等存在的1個“性” 。
所以，無論是如三維空間，還是如兩性關系，人類文明中總結和提出的很多堅實的概念，都是基于宇宙中實實在在存在的客觀事實和真理為依據的。否則，隨著人類文明的發展，那些概念終究會回退為徹底的“宗教概念”或“科幻詞匯”，比方說：地心說、時空穿越等，我想，“四維空間”、“三性關系”等也大體會如此。
4.虛幻情境下的四維空間
在很多科幻小說中，會假設人類文明與外星文明相遇，并且會假設外星文明的科學水平比人類文明的科學水平更高。那么科幻小說作者要如何描述和體現外星文明和外星人科學發展的高級之處呢？如何才能吸引讀者呢？
顯然，在“已經在人類文明和科學中根深蒂固”的三維空間概念基礎上增加1維，假想出“四維空間”的文學演繹邏輯，其效果不失為最佳。一方面，在普通人都能感知和了解的三維空間體系上再加1個維度，不至于讓讀者太燒腦。另一方面，作者為了在“從三維空間到四維空間的進出路徑方面”設計一個“偶然的洞洞或者夢境等”，增加了讀者跟著作者去幻想的空間。這兩個方面再輔以文字渲染，可謂是最實用的文學手段了，以至于有些讀者看多了此類小說后，就“當真”了。
5.數學邏輯中的第四維度
在數學中，經常有第四維度的存在，比方說數字序列（或數組）{a,b,c,d}中，會有第四維度d的存在。其它的，在矩陣等數學學科中，也有類似的“第四維度或者四維空間”的存在，但其僅是數學意義上的抽象存在，應用到物理學科或者真實世界時，其指代的含義則千差萬別，與純粹空間邏輯上的“四維空間”完全不是同一個指代。
現實中，很多人將“四維空間”這個詞匯當成科學術語，之所以出現這種現象，其原因也簡單。因為大多數人，其一知半解了解到的深奧科學術語也都是通過自行閱讀普通文字作品（科普文章、小說、BBS、網文評論區、朋友圈文字等）獲取到的。比方說，相對論、光量子、黑洞等術語，普通人很少有人是通過權威的專業文獻了解這些術語。而“四維空間”就是混跡于這些術語中，被不少人當成了嚴謹的科學術語接受了。
因為從文字直覺上，多數非專業人士看到“四維空間”，大概率會將其與愛因斯坦的相對論等詞匯等同看待，而非與喬峰的“降龍十八掌”、孫悟空的“定海神針”或者哈利波特的“魔法棒”歸為一類，當然此處僅針對漢語語感和語境來說，其他語言的情況我想可能也類似。
另外，在某些科普和科學知識類型的網站中，也將“四維空間”作為科學術語來解釋，個人認為這就有點不應該了。
科學存在的意義在于對真實世界、真實宇宙的探索和利用，如果有宗教概念或者科幻詞匯特別容易就摻雜到科學概念中，對人類文明和人類科學技術的發展總是有負面作用的。
（請勿擅自轉載?。?

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