四维空间(标准欧几里得空间)详细数据收集
通过一维、二维、三维空间的演化，人们提出了一些关于四维空间的猜想。虽然现在还不能证明这些猜想是正确的，但是很多科学理论都是从猜想开始的。现在的科学理论一般都是建立在总结现象规律的基础上，但是对于四维空间中的现象并没有足够准确清晰的认识，或者说我们看到后并没有想到这种现象是由四维空间引起的。
你可以定义任何可以测量的东西都可以有维度。例如时间和温度。点、线、面、时间、温度有意义形成五维空间。
当然，点、线、面的拓扑空间也可以定义为第四维、第五维、第六维甚至第n维。这在数学公式推理中很容易实现，但在现实中很难对应和想象。
基本介绍中文名:四维空间mbth:四维空间别名:四维空间表达式:ax+by+cz+du+e=0应用学科:数学，物理学的适用范围:量子，宇宙学定义，概念，四维研究，发展过程，研究，轴对称，定义物理学中描述物质变化所需的参数，这个参数叫做维度。几个参数就是几个维度。比如描述“门”的位置只需要一个角度，所以是一维的而不是二维的。简单来说:零维是一个点，没有长、宽、高。一维是由无数个点组成的线，只有长度，没有宽度和高度。二维是由无数条线组成的面，有长有宽，没有高。三维是由无数个面组成的形体，有长有宽有高。因为人类的眼睛只能看到二维，而二维生物只有一条线可以看到对方。人的眼睛看到的是两个二维投影，经过大脑的处理，形成一个整体的视觉。简单来说:N维是两个或两个以上N-1维物体垂直形成的空间。维数为1的直线被维数为1-1=0的点等分；二维表面，由2-1=1的线垂直划分；三维空间，由3-1-2维平面垂直划分。因为人类只能理解三维，后面的维度可以用数学理论来构造，但是很难仔细理解。在量子力学中，仍在建立中的弦理论认为世界是11维。(十维空间+一维时间)首先，错误的说法是“四维空间定义为三维空间+时间轴”，而“三维空间+时间维度”是另一种说法。前者不是四维时空，四维时空本身就是一个伪概念。很简单:“时间只是一个因为粒子运动和宇宙膨胀而出现的概念。为什么能变成第四维？”
另外，时空和四维空间的概念是不一样的。
将四维空间定义为三维空间+时间轴是对闵可夫斯基空间概念的误解，但为什么这种误解会如此广泛？很简单，无数的科幻小说甚至科普书籍都刻意地、强行地应用了这样一个东西，造成了广泛的读者影响。这涉及到一组四维向量场，即四维向量是根据它们(闵可夫斯基的)内积的符号来区分的。它可以分为:类时、类空、空或类光。但是，关于零向量的一个有用的结果是:“如果两个零向量正交(即内积值为零)，那么它们一定成比例(常数)。”
零基底部对时间方向的选择和上面的类时向量概念，让很多人误以为“空间和时间构成了另一个空间”，其实只是描述了时间和空间的协同作用。这就是前面说法的来源。
其实时间维度是一个替代的说法，并不是说第四维就是时间，和前面的说法不一样。第四维在主流说法中是连续的。著名的数学模型克莱因瓶穿过三维本质多面体，但四维空间的本质仍然是空间。为什么这个维度被定义为时间维度？是因为某个学派认为延伸的“时间”是空间的，所以出现了另类的说法。你可以随便叫它什么。它是基于不同学派的独立概念而形成的一种统一而明确的命名方法。
有同学对“时空”的说法有点纠结。我先说，没有四维时空的说法还有一个原因，就是现代物理学的时空概念本来就是四维的，所以不会有五维时空，也没有专门把时空描述成四维的。现代物理学的一个流派认为，时间和空间是相互可变的，它们的变量是相互存在的，它们在一定条件下所对应的广阔区域叫做时间和空间(最早的人确实把时间和空间等同于时间轴，但现在更多的是在回避这个原始的定义)，时间和空间可能受到物质和能量的影响而被扭曲或压低，其最小单位是普朗克时间和普朗克长度。这就是这个概念的由来，但是很多人把时空和四维空间混为一谈，两者是有联系的，但是不能混为一谈。广义来说，一个维度就是事物的抽象概念“相连”的个数，“相连”的抽象概念是指两个抽象概念相连形成的一个抽象概念，比如面积。所以四维是由四个相关的抽象概念组成的，第四个抽象概念是实时，第四个相关的值是速度。高维时空和高维空间是不同的。比如三维空间中只有一个时间维度，但它是伪维度，即它的单位与其他三维不同。四维空间的第四维度仍然和三维空间的维度具有相同的性质，时间仍然是一个伪维度。所以，时间和空间不应该混为一谈。广义上的概念:维度是事物“相连”的抽象概念的数量，“相连”的抽象概念是指由两个抽象概念连接而成的抽象概念，如面积。【1】所以四维是由四个相关的抽象概念组成的，第四个抽象概念是实时，第四个相关值是速度。四维研究抽象几何不一定是对真实现象的描述，几何空间和自然空间不能一视同仁。纯概念研究几何学的发展是数学的一个里程碑。从零维空间发展到三维空间，尤其是从三维空间发展到四维空间，是几何学的一次革命。关键词零维度；一维；二维；三个维度；四个维度；n维；几何元素；点；直线；飞机。N维空间的概念是在18世纪随着分析力学的发展而发展起来的。在达朗贝尔欧拉和拉格朗日的著作中，不合理地出现了第四维的概念，达朗贝尔在《百科全书》关于维度的条目中提出将时间想象为第四维。19世纪，高于三维的几何仍然被拒绝。卡尔·奥古斯特·莫比乌斯(1790-1868)在他的重心计算中指出，两个相互镜像的图像在三维空间中不能重叠，但在四维空间中可以重叠。但随后他又说:这样的四维空间很难想象，所以叠加是不可能的。这种情况的出现，是因为人们对待几何空间和自然空间完全一样。迟至1860，恩斯特·爱德华·库默尔(1810-1893)嘲笑四维几何。但随着数学家逐渐引入一些没有或很少有直接物理意义的概念，如虚数，数学家学会了摆脱“数学是对真实现象的描述”的观念，逐渐走上了纯概念的研究方法。虚数曾经令人费解，因为它在自然界中没有现实性。以虚数为直线上的方向距离，以复数为平面上的点或向量，这种解释开了引入四元数、非欧几何、几何中的复元素、N维几何以及各种奇异函数和超数的先河，摆脱了直接为物理服务的概念，迎来了N维几何。1844年，格拉斯曼受四元数启发，做了更大的推广，发表了线性展开，在1862年修订为展开论。他第一次涉及到N维几何的一般概念。他在1848的一篇文章中说:我的扩展微积分建立了空间理论的抽象基础，即脱离了一切空间的直觉，成为一门纯粹的数学科学，只有(物理)空间被特别应用，才构成了几何。但是，推广微积分中的定理不仅仅是把几何结果翻译成抽象的语言，而且具有非常普遍的重要性，因为普通几何是受(物理)空间限制的。格拉斯曼强调几何可以在物理上应用，以发展纯智力的研究。从此，几何学切断了与物理学的联系，独立发展起来。经过很多学者的研究，1850之后，N维几何逐渐被数学界所接受。研究四维空间的概念，也可以用解析几何的方法来研究。我们可以用代数方程来表达几何概念。为了用这种方法观察并引出对四维空间的理解，我们将研究三维空间系统中的点、线、面三个几何要素的方程。用笛卡尔坐标系表示，我们可以写出点的方程:ax+b = 0(坐标系:直线上的一点)。直线的方程:ax+by+c = 0(坐标系:平面上两条正交的直线)。平面的方程:ax+by+cz+d = 0(坐标系:三维空间中三个相互垂直的平面)。从上面的研究可以看出，每个几何元素(或空间)的方程中的变量个数等于这个空间的维数加上1。坐标系中的几何元素与所表示的几何空间中的几何元素具有相同的维数。在这个坐标系中，几何元素的个数等于所表示的空间的维数加上1。在坐标系中，这个几何元素数是最低要求。用来表示几何元素的坐标系位于比它所包含的几何元素高一个维度的空间中。根据上面的观察，我们可以写出下面的三维空间的方程。需要注意的是，这个方程有四个变量(x，y，z，u)。Ax+by+cz+du+e = 0根据这个公式，我们可以得出这个坐标系的几何元素是三维的，即它们是三维空间。2.这个坐标系有四个三维空间。这个坐标系位于四维空间。我们对四维空间甚至更高维空间的研究，并不是基于实验总结。现实中，我们很难找到并推导出它们的一般规律。对于这些问题，我们可以采用一种新的研究方法。即:纯概念的研究。这样我们就很容易推导出这些重要但现实中难以想象的新内容。如果一个三维的东西，当它的密度为负时，它会变成四维的东西吗？轴对称对于四维空间，一般认为空间具有轴对称或中心对称。比如，一个三维空间的人进入四维空间，以适当的方式“旋转”后又回到三维空间，那么他就是“轴对称的”(这在三维空间当然是不可能的，除非使用三维版的莫比乌斯带)。当然，因为没有人进入过四维空间，所以这只是对二维空间类比得出的假设，无法验证。但是关于时间轴的观点和时空错乱的现象与此是一致的。一个来自二维空间的图形，在二维空间不可能是对称的，但是当它进入三维空间时，可以翻转回二维空间，所以可以是对称的，因为在二维空间不能翻转，只能旋转或平移。因此，我们可以推测，一个三维物体进入了一个四维空间，然后当它回到三维空间时，可能是“轴对称”的。