三维空间|为什么在三维空间无法造出克莱因瓶，也无法造出低于三维的物质？克莱因瓶|爱因斯坦

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提到三维物体，几乎无人不知无人不晓，因为我们就是生存在三维空间里的三维生物，我们眼睛看到的一切物体，哪怕最薄的一张纸，也无法脱离开三维而存在。可以说，你既不能在三维空间看到高于三维的物体，也无法在三维空间寻找到低于三维的物质。一种令人不安的感觉突然涌上心头：难道我们所在的三维空间是独立出来的一座孤岛？
当我们举例时，往往喜欢用蚂蚁来比喻二维的生物，因为我们看到，蚂蚁总是沿着面爬行，无论这个面是平的还是弯的，对蚂蚁而言，似乎都一样。其实，我们走路时又何尝不是沿着地面在前行？只是，我们可以向上跳起来，也可以从高处向下跳下去，好像我们比蚂蚁多了一个感知维度似的。如果一只蚂蚁爬到一段树枝上并跳了下去的话，它是否会借此行为来向那些将它们比喻为二维生物的人们发出抗议呢？
其实，蚂蚁常被当成二维生物来举例，源于爱因斯坦的一个比喻。爱因斯坦当初提出相对论时，为了向众人描述时空弯曲的理念，就用蚂蚁来打比方，他说我们无法感知到时空发生了弯曲，就像爬行在球面上的蚂蚁无法感知到球面并不是平面一样。令爱因斯坦没想到的是，他当时的一个比喻，却被世人当成了真理，并一直沿用至今。显然，蚂蚁不是二维生物，蚂蚁与我们一样，具有三维属性。
那么，为什么无法在三维空间造出克莱因瓶，也无法在三维空间造出低于三维的物质呢？探索科学，探索宇宙，水木长龙与您继续的探索之旅。
要想明白真正的原因，我们需要从维度探索起。
维度，在数学中描述的是独立参数的数目，在天文物理学中，描述的是独立空间坐标的数目。
在天文物理学中，不同维度定义如下：
0维：不存在任何维度的基点；
1维：由一个维度——长度——形成的无限长直线；
2维：由两个维度——长和宽——所形成，可是二维曲线，也可是二维平面；
3维：由三个维度——长、宽、高——所形成，可是三维曲线或三维曲面，也可是三维物体或三维空间；
4维：分四维空间和四维时空两种，四维空间——由四个维度所形成的四维物体或四维空间，四维时空——三维空间加上时间（爱因斯坦在相对论中的定义)；
5维：由五个维度所形成的五维物体或五维空间；
5维度以上的多维空间或多维物体的定义以此类推。
我们先说0维——点。
0维是不存在任何维度的基点。没有维度，也就相当于没有体积，没有体积，也就等于不存在空间或物质，没有空间或物质，理论上也就相当于不存在的无。
可是，根据目前最有影响力的宇宙诞生之说——宇宙大爆炸理论——的定义，认为宇宙诞生于138亿年前的一个炽热致密的奇点大爆炸并不断膨胀而形成的。
那么，什么是“奇点”呢？
在天体物理学上，把一个既存在又不存在的点称为“奇点” ，并认为奇点处的时空具有无限大的曲率，一切物理规则在奇点处都将失效。所以，根据定义，奇点也就相当于一个0维的点。这样一来，等于是宇宙诞生于0维的一个点。可是， 0维没有空间体积和物质，又怎么会生成宇宙万物呢？
一种解释是：奇点是势能平衡的最佳状态，相当于万物演化之初，静之初，动之始，是开始也是结束，是存在也是虚无。这样描述似乎很难理解，我们可以结合一下量子理论——量子真空涨落——来理解。
量子真空涨落，乍看似乎违反了能量守恒定律，但是，如果从时空整体上思考的话，并没有违背能量守恒定律，因为量子真空涨落过程中产生的正反虚粒子对，会在非常短的时间内迅速湮灭，就像是从真空借取能量被激发，然后又迅速湮灭而将能量复归于真空。