Question

地球上有没有发现过四维物体的三维投影？

Answer 1

四维物体一般是被认为是空间+时间组成的，但是这在地球上并没有这样的东西，而是一个假设性的说明。所以在理论上的说明，其实四维就是一个不规则性的说明，但是又不是与我们常看到的物体完全相同，它就如一个随意可以转变的东西，所以如今我们最多可能也只能看到三维的物体。而四维物体应该只可能能存在于四维或四维以上的世界。

而在科学之中，对“四维物体”的理解其实也是建立在三维物体之上，通过重叠推理来进行说明的，所以如今我们只能从理论性的基础来进行说明，并且也没有实际性的发展任何多位物体。

简单的来说从零维开始，理论上认为零维就是一个点，并没有什么特别的理解意思，而一维就很好理解了，就认为是一条线，当然这条线是具有“点到点”之间连接的距离，也就是我们说的一条线段，这是应该很好理解，相当于是“点与点”之间的连接。

而二维就是点与点之间的一个链接，从一维我们可以想到，就是一个线段之间的组合，所以常常会被用于平面上的“三角形”来进行比喻，这相当于是3个线段组成的一个“二维”物体。

而三维就是一个多边形的物体，是原有平面三角形无限接近于一点的状态，所以也被比喻成为“三棱锥”，这就是科学家的一个推论，而有了上面的四个推论，那么是为物体就是三棱锥无限接近于一点，所以相当于是一个无话描述的状态，前三维人类都有用现实之中的物体来进行比喻，但是四维是如今无法比喻的状态，所以如今的四维是在生活之中找不到一个物体来进行比喻的。

但是科学家们建立在三维物体的比喻状态之下，对四维物体产生了一个可以理解的理论性说明，那就是在时间为前提下，一个三维物体以单一的某种运动方式所在空间留下的"痕迹"（整个过程）。这就是大概的情况。

如今也是没有四维物体的三维投影出现，就算是我们对空间概念的认识，也只有指出由长、宽、高组成的三维空间。所以从根本上来说，人类最多是能将三维比喻出来，而不会进行四维物体的比喻出现，那肯定在地球上就没有发现过这样的情况了。

虽然在《广义相对论》和《狭义相对论》中提及到了四维的问题，我们知道阿尔伯特·爱因斯坦也是建立的一个“理论空间”概念，并没有一个精确性的物体说明。同时维的定义也是定义在四维属于动态空间，是因为有了时间的存在，这也只能说明是时间、空间上的一个说明。所以我们无法超越动态性的观察，也就看不到四维物体的三维投影了。

而对于维度的理解，用一个简单的说法来进行形成，那就是——N维就是N条直线两两垂直所形成的空间，但是这个空间能够延伸多久，就无法进行评估了，那么“几维物体”也就无法持续延伸下去，就如如今人类已经无法来找到四维物体或者四维物体以上的东西来进行替代，这就是大概的情况。

四维物体，出了长宽高外，还需要一个额外的维度才能够支撑其存在。就以目前我们的宇宙表现来看，我们的宇宙是三维的（时间除外），而非四维的，存在于我们宇宙的物体也都是三维的。

但是，虽然我们三维生物看不见四维物体，但是从一些物理现象，却隐隐可以找到高维存在的蛛丝马迹。最为明显的就是爱因斯坦的广义相对论，它直接认为引力的本质就是时空的几何扭曲，而这种扭曲已经被实验所证实。那么，如果我们空间是三维的，时空如何扭曲？向那个维度扭曲？

就像一个二维纸片，如果没有第三个纬度，纸片绝对无法扭曲，只能够是一个平直的二维纸片。比如著名的莫比乌斯环，就是因为存在于三维空间，故而可以扭曲为只有一个面的奇怪物件。所以说，如果没有高维的存在，我们的时空又如何产生几何扭曲？

很多图片上画出的时空扭曲，就是一个投影而已，是三维的。这种扭曲如果在现实中，我们很容易能够理解或者测量出来。但是，真实情况是空间的每个维度都存在扭曲，这种扭曲是各项同性，没有区别的。就像黑洞经常被描写成一个“向下”的时空深洞，但其实黑洞的时空在各个维度都是“向下”的，而非图上画的只朝一个纬度向下。就像<星际穿越>里面说的，虫洞不是一个洞，是一个球形洞，三维不能够看其全貌，四维才可以。

所以说，时空的扭曲方向就是朝向高维的，正式我们无法想象到高维，所以我们也无法看到高维物体或者直观地看到空间的扭曲样子。

四维物质是一种比三维还有复杂得多的东西，其投影更是比本体还要复杂，可以说，一般人的脑洞根本装不下这么复杂的东西。先来个最简单的图给大家感受一下。

上面这个图所显示的就是四维三角体旋转的时候投影在三维空间时的真实情况。可以看出这个投影的形状和体积都是在不停的发生变化的，如果这个看不懂，那再来了超立方体的试试。

像这种变幻的也就能在电脑上模拟一下，现实中真找不到类似的东西。当然，不排除以后材料方面取得惊人的进展，或许可以制造出一个真实的模型。不过那也只是个模型罢了。

不过现在我们在现实中看不到类似的东西，也并不代表着它们就不存在。也许它们很小很小，而且分布也不广，更有可能出现的时间很短，以至于我们人类还没发现。。。