科学|漫话四维空间科学

我们生活在一个由长、宽、高构成的三维空间。可是，还有比我们更高维度的生物存在吗？要想弄清这个问题，我们得先从一维生物谈起。
【科学|漫话四维空间】一维简而言之就是一条线。在这线上只有前后。如果有一种一维的生物叫“线虫” 。它一生都只能在这条线上生存。要么直线前进去觅食，要么后退回巢穴。可是如果它生存的直线被截断了，猎物却在被截断直线的另一段。可怜的小线虫面对这天堑，只得仰天怒吼：“为什么食物会在世界的另一端？我这辈子都甭想过去了！”

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想拯救我们可怜的小线虫，就只能增加维度了。点动成线，线动成面。
此时，我们来到了二维世界——平面。
小线虫也已经由一维生物进化为二维生物。它不仅可以前后运动，还能左爬右挪。当它再次面对天堑时，直接从旁边绕过去就行了。这次小线虫捕获猎物不费吹灰之力。
我们的小线虫恋爱了，女方叫萍萍。
一天，小线虫如往常一样出门去约会。突然，平面上出现了圆形的大窟窿。可怜的小线虫，绕呀绕，费了老半天的时间，才绕过窟窿，抵达萍萍家里。面对萍萍的一通埋怨，小线虫也是有苦难言。自从，出现了这个圆形窟窿，小线虫每次出门都费老大的劲了。小线虫仰天怒吼：“为什么世界会塌这么个大窟窿，我这辈子都耗在这窟窿上了。我的萍萍啊！”

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为了拯救这段爱情，就只能增加维度了。点动成线，线动成面，面动成体。
此时，来到了三维世界。
小线虫进化为和我们一样的三维生物了。小线虫不仅能前后、左右移动。它还能上下蹦跶。
当它去萍萍家约会时，面对门前的大窟窿。我们的小线虫身体蜷曲成个“S”形，后肢猛然用力，纵身一跃，成功越过了以前要费半天时间才能绕过的窟窿。
故事的结局，小线虫和萍萍幸福地生活在了一起。

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果然，增加了一个维度。我们简直如有神助。那在我们之上的四维空间是怎样的呢？
一条直线是一维的，一个正方形平面是二维的，一个正方体是三维的。其实低维度就是高维度的投影。想象我们在阳光下放一个正方体，地上会出现一个正方形的阴影。由此，我们往上推理。三维空间的正方体是四维空间的物体的投影。科学家把这种四维空间的物体称为超正方体（超立方体）。
超正方体，在几何学中是立方体的四维类比。是四维凸正多胞体，有八个立方体胞。

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我们普通人想要理解四维空间确实很困难。科学家研究高维空间都是以数学作为工具。
举个例子吧，在古代我们面对一座大山，想要通过，只得绕很远的路。此时，假设我们的小线虫已经进化为四维生物。当它想通过此山，小线虫只需蜷身一跃，然后消失在我们眼见。瞬时，小线虫出现在了山的另一边。它已从更高的维度轻松“跳”过了大山。

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现在最前沿的大一统理论非弦理论莫属了。该理论认为宇宙有十一维。只是其他维度蜷缩得十分厉害。我们难以察觉。目前，人类最先进的仪器能够探测到一百亿亿分之一米的结构。若是维度再蜷缩得小些，我们也无能为力了。
科学家猜测，引力为什么这么弱，暗物质的所在，量子纠缠真正的原因都和维度有密不可分的关系。

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我们前文提到的都是几维几维的空间。在爱因斯坦的相对论中，他把宇宙看成是三维的空间加一维的时间，构成的四维时空。我们都生活在三维空间加一维时间的“统”中。而且，时间维只能前进不能后退。

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许多年后，小编已是满头白发的老人，正坐在藤椅上小憩。突然，我们的老朋友小线虫来探望我。此时，它已经化茧成蝶，进化为五维时空的神兽。它不仅可以随意跨越空间，还能根据自己的意愿调整时间线。
一通寒暄后，小线虫埋怨道：“龙仔，你不地道呀，我到现在才知道，我年少时，去捕食的“线路”是你截断的，门前的大窟窿也是你弄的。不就是想研究低维度生物的生活习性吗？也不至于这么坑人吧?”
听到这话，小编顿时哑口无言，好半天才挤出几个字：“线虫兄，这个……这个……”