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关于四维空间神秘性质的探讨

时间：2024-03-07 04:07:37 下载该word文档

关于四维空间神秘性质的探讨

这篇文章所要探讨的并不是玄幻的外星科技，而是实实在在的人类知识，并用来联系和解释一些神秘现象。
在开始之前首先要进行知识扫盲。请注意，四维空间并不是指爱因斯坦广义相对论里的三维空间加一维时间，这是一个认识上的很大误区。事实上，时间维是独立于空间维的，一维空间也有时间，二维空间也有时间，三维空间也有时间，三维空间加上一维时间构成一个四维时空，这并不等同于纯粹的四维空间。黎曼几何之后的高维几何学已经发展了很多年，在超弦理论里宇宙的结构是九维空间加一维时间，而M理论里宇宙是十维空间加一维时间的十一维时空结构。

那么，四维空间究竟该怎样理解呢？如上图，两条互相垂直的直线构成了一个二维空间坐标轴；想像第三条直线穿过交点并垂直于前面两直线，就形成了一个三维空间的坐标轴；现在，想像有第四条直线从交点穿过，并且垂直于前面三条直线，就形成了一个四维空间坐标轴。然而，这条直线是不可能在三维空间里图出来的，它实际上延伸到坐标轴交点内部的四维空间中（在三维空间里，有前后左右上下六个方向；而在四维空间里，还要多出“里”“外”两个方向）。以此类推，如果有第五条直线垂直于前面四条直线，那么它必定存在于五维空间中。
前面是关于四维空间的描述，接下来我们再讨论一下四维图形。以三角形为例，在二维平面里，正三角形有三个顶点，并且假设边长等于1（图1）；如果有第四个顶点与前面三个顶点的距离都等于1，那么这个点必定存在于三维空间中，构成一个三维的正四面体（图2）；以此类推，如果有第五个顶点与前面四个顶点的距离都等于1，那么这个点必定存在于四维空间中，构成一个四维的“超四面体”。因为这个图形无法在三维空间里画出来，我们只能用投影的方式研究它的性质。

如图3，正三角形的三条垂线相交得到垂心D，并且D与ABC分别形成三个钝角三角形。如果我们将

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