爱华网如何想象四维空间 为什么人类想象不出四维的空间？
关于四位空间我想过很久。我得出的结论是，人实际上可以感受四位空间。
只不过我们需要借助特殊的工具。
（以下内容不保证正确，毕竟我不是物理专业，错误在所难免）
首先，人眼是看不到四维的。这个都知道。实际上，人眼连3维都看不到，只能看2维平面。
然后在你脑里把2维图片合成，给你3维的感觉。
但是，不靠眼睛的话，我们是可以感受3维的。比如你闭眼，三规管会告诉你你在朝3维空间中哪个方向运动。或者你拿个方块，用手摸，你就可以同时感受它的所有面。而这是眼睛做不到的。
借助特殊的方法，我们也可以想象4维空间。
我们看到很多图上，都是类似这样的。我们看到很多图上，都是类似这样的。
或者像上面这样，是个动态图。或者像上面这样，是个动态图。
（地址
）
可以看出，这样的图非常难以想象。
那么，我们来换一种方面去想象。
我们使用游戏来想象，会变得更直观。
首先是，吃豆人。
玩过的朋友都懂，上面，有两条通道。
如果我们的主角，从左边的缺口进去，它会从右边的缺口出现。如果我们的主角，从左边的缺口进去，它会从右边的缺口出现。
现在假设我们是主角，如果让我们亲身去走一圈，会有什么效果呢？
感觉就是，明明我在一直走直线，走着走着就回到了原地。
这说明什么呢？
说明这个2维的游戏空间，在3维上不是平直的。
如果用一个图形来比喻的话，可能类似于莫比乌斯环。
好，现在我们换一个游戏，鬼泣4。
在鬼泣4里，其中的某一关，森林里有个十字路口。
很简单的结构。有4个路口。如果你走错了路口，又会重复回到这个场景。
同样的关卡在鬼泣3也有。（鬼武者2里面森林迷路那段也是一样的，老卡真特么偷懒）
现在你想象一下，
有一个方形的房间。
房间四面都有门，往上有梯子，往下有地窖门。
类似这样的。
现在想象，当你走进左边的门，发现却从这个房间右面的门出来了。
如果下地窖，跳下去却发现自己是从天花板的梯子里下来的。
那么现在这个房间，它就是一个类似四维的空间。（不严谨的类比）
不仅如此，还可以更怪异。
比如，
打开左边的门，探头出去。发现你自己的脑袋从右边的门里伸了出来。打开左边的门，探头出去。发现你自己的脑袋从右边的门里伸了出来。
左右实际上是同一扇门。
只不过空间被扭曲，左右在更高维度上接起来了。
就像这样。（注意门把手是对称的）就像这样。（注意门把手是对称的）
但是，因为我们是3维生物，无法感知到4维的扭曲，只能看到3维扭曲。
而4维扭曲的时候3维可能还是不变的。
类似地，2维空间的生物生活在一个面上，你在3维里把面卷起来，他们也是无法察觉的。
他们只能感受到，类似于吃豆人里面的情况，
明明左右的路，是朝完全不同的方向，但却可以连通。他们也会觉得很神奇。
上面这个也类似克莱因瓶。
如果想象一下，我们在克莱因瓶的4维空间内行走，是什么感觉？如果想象一下，我们在克莱因瓶的4维空间内行走，是什么感觉？
不严谨的比喻，可能并没有什么特殊的感觉。
就是一个狭长的通道，我们一直走啊走啊，走一会发现又回到了原地。
（也可能走到头，到了之前的天花板、地面、墙壁。看你怎么扭曲了。回到原地的应该是一个环形。）
当然，这个通道和你围着地球走一圈是不一样的。
在地球上，的确，地面的曲率很低。我们也会以为在走直线。然后绕了一圈回到了原地。
但是，如果用光呢？
光沿直线传播。如果不考虑空气透明度之类的问题。在一个很长的弯曲的普通3维洞穴里，我们用望远镜朝前看，因为洞穴是弯的，我们早晚会发现看到了墙壁。这样我们就知道它只是个弯曲的3维洞穴而已。
但是如果在4维的克莱因瓶内呢？我们不妨把通道缩短，比如，只有20米长。
这样用肉眼就能看到。
那么我们会看到的内容就是
比如你站着不动，朝前看，会看到20米外站着一个人，背对着你，是的，这就是你自己的后背。
然后40米外站着另一个你。60米，80米……有无穷多个你自己。（就像上图里，把里面人物正面朝镜子的所有像给PS掉，就是这个效果了。）
如果通道距离更短，比如半米，你甚至可以朝前伸手拍拍背后的灰尘呢。
（理论上，你可以看到自己的后背，这些房间都是同一个空间）（理论上，你可以看到自己的后背，这些房间都是同一个空间）
心慌方2-hpyercube 心慌方2-hpyercube
电影里面有很多镜头，很有趣，感兴趣的人可以看看。
所以从感官上来说，如果现在所在的空间变成了4维莫比乌斯环，估计你的脑子会疯掉…………
因为一个普通的三维空间，以你无法观察到的方式 打了个结，头尾相连了。而这是只有在更高维度 扭曲空间本身 才能做到的事情。
那么虫洞是什么感觉呢？
我们拿世界地图来说明。
假如把地球展开来看，是这样一个地图。假如把地球展开来看，是这样一个地图。
如果你朝左边走，最终会从右边出现。
是不是觉得很似曾相识？
没错，你和吃豆人是一样的！
也就是说，世界地图看似是2维的，实际上它是3维的，当然现实里它也是3维的。
它是个3维球。它是个3维球。
假如你是个2维人，现在你能够进行3维旅行了，会是什么样？
假如你要从A去B地。可能你要跑1000公里。假如你要从A去B地。可能你要跑1000公里。
但是宏观上看，地是球形的。你跑的1000公里是表面上的路径。是曲线。
如果直接从A挖洞，把地球挖穿，然后去B地，路线就是直线了，也许500公里就搞定。
换成4维空间也是一样。
现在人类无法探知4维空间，假设我们的宇宙内4维空间也有类似3维的『大形状』，比如银河系的空间是一个球形（只是打个比方）。
普通的平直空间，就像沿着直线行进一样。最高速度只能是光速。普通的平直空间，就像沿着直线行进一样。最高速度只能是光速。
可能从太阳系去另一个星球，有一万光年。
而利用空间的几何形状，就像在地球上『挖洞』那样，直接到达，也许只需要1光年而已。
穿越虫洞的时候，应该也不会像电影里演的那么酷炫。估计就是朝着某个方向飞啊飞啊，一直飞，然后就到了……穿越虫洞的时候，应该也不会像电影里演的那么酷炫。估计就是朝着某个方向飞啊飞啊，一直飞，然后就到了……
（应该不会像很多科幻画里面画的那样酷炫）（应该不会像很多科幻画里面画的那样酷炫）
哦，说起来，如果是在莫比乌斯环一样的立方体内部，可能看到的
大概会是这种感觉。大概会是这种感觉。
上下左右各个方向全都连通。你可以朝任何方向看到你自己。
如果你动一动，各个方向都是同步动的。（真进去了应该会感觉很恐怖，那种无限的感觉，会有一种自己很渺小的可怕）
图真的很难找，大概类似这个效果。图真的很难找，大概类似这个效果。
但是，实际上更可怕。因为没有墙壁、门和柱子，假如它是有重力的，你会一直往下掉。而且它也没有这么规整的边界，可能是球形的，你看到的自己会是扭曲的像。
哦对了，实际上克莱因瓶和魔比斯环 应该是等价的。只是维度不同。
我上面说的并不严谨，只是从感受角度去想象。实际不一定对。
空间内一个正方形，应该是围住一片区域，让里面的东西在这个维度上无法跑出来才能算（也就是隔断了内外）。
在1维空间，它应该是2个点。这样2点中的东西两头被堵，就出不来了。
2维空间，是个正方形。然后正方形内部就堵死了。
如果在3维空间看上面的2维正方形，它就不存在什么内外的区别。也关不住里面的东西。所以三维空间里是6个平面，堵住每个角度。
如果是4维呢？
8个立方体，才能堵住每一个位置。这也就是4维立方体的展开。8个立方体，才能堵住每一个位置。这也就是4维立方体的展开。
或者这样的。或者这样的。
如果实在想不通，可以下载一个游戏，
portal或portal2，也叫《传送门》。相当经典的游戏。
图很形象，左边的光圈 扭曲了空间，通过高维，和右边的光圈相连。
如果你朝洞口看，因为空间已经连起来了，所以你就能看到自己了。如果你朝洞口看，因为空间已经连起来了，所以你就能看到自己了。
何止看到，你给自己来一枪，就可以把自己打死了。
如果并排造两个门，站过去，理论上你可以同时从两个不同的角度观察自己。如果并排造两个门，站过去，理论上你可以同时从两个不同的角度观察自己。
或者像图上这样把地面和墙壁连接，丢到墙里的东西会从地上出来。或者像图上这样把地面和墙壁连接，丢到墙里的东西会从地上出来。
其实我有个想法。
如果把portal这种游戏方式，结合到VR之中，
估计我们人类就可以体验真正的4维空间了。
希望VR时代能早点到来。希望VR时代能早点到来。
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