四维时空对于人类意味着什么?

四维时空的概念是源自于爱因斯坦的相对论,指的是三维空间加上一维的时间,但是爱因斯坦的本意指的是时间和空间是一个不可分割的整体,而不是单纯的叠加。因此来说目前我们生活的世界就是四维时空的,所以这个问题问的有点问题。提问者想要问的应该是四维空间或者说是五维时空吧?

人类生活在三维空间中,可以很好地理解一维空间、二维空间,但是对于四维空间等更加高维的却难以理解。这受限于我们的思维方式,三维空间简单的理解就是X、Y、Z轴彼此垂直,那么四维空间再出现一个轴与前三个彼此垂直,这个时候我们就要犯迷糊了,根本构造不出来这样的模型啊!其实这很正常,如果我们可以轻松的构造出来,那绝对不是四维空间。

这个时候我们就可以用数学工具来构造四维空间了,也就是一种简单的类比推理过程,四维空间应该是超立方体结构,在三维空间的投影就是立方体。现在对于高维空间的研究主要是弦论在做,上个世纪最开始的弦理论认为宇宙是26维时空的,随着发展超对称粒子的加入,形成了新的超弦理论。超弦理论认为宇宙是10维时空的,但是在不同情况下出现了五种不同超弦理论,因此在加入一个空间维度的情况下把这五种理论就可以结合到一起,形成了最新的M理论,该理论认为宇宙是11维时空的。

按照该理论我们生活的四维时空的是宏观的,而剩下的七个维度空间是蜷缩在微观尺寸之下的,目前我们无法探测,但是从数学上一切都是可行的。在高维空间下的物理规律等有的会变得更加简单不冗杂。又可以完美的解释物质的基本组成,以及统一四大基本作用力,无论怎么看都是一个可以统一相对论和量子力学的最佳候选者。

科学家如果可以找到四维空间人类文明将会有巨大的进步,毕竟多出来一个维度。在高维度的世界里我们可以轻松的控制低维度世界的生物。简单理解:如果存在二维生物的话,我们可以从三维空间轻松的把二维生物提出来,而这个二维纸片人在它们的世界就彻底消失了,用二维生物的科学理论解释不了这个现象,这在它们的世界就是一个未解之谜。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。