怎样理解4维时空中的第四维？应该怎样建立一个4维时空模型？

1. 怎样理解4维时空中的第四维？应该怎样建立一个4维时空模型？

先声明下
鄙人没学过高数
目前高中
以下内容纯属个人业余研究的结果
如有错误
请指出谢谢
首先弄清楚你要的是四维时空还是四维空间
因为我们生活在三维的空间中（不含时间）
我们当然不可能画出第四根坐标轴
如果能放得话
所有坐标轴应该是两两垂直的
当然
在这个空间中根本做不到的
如果非要说它存在的话
应该是存在于原点里边
就像二维空间中画不出三维的轴
而从三维看二维（从一个平面正上方看）那根轴就在原点的位置上
所以
想象四维的坐标轴的确鸭梨山大
不过
想象的话么
可以这样啊
你把一分钟前到现在的一个物体的运动过程在脑子里把他连续起来
就像照相机的超长曝光所得到的图片一样
然后再在这上面
先建立好基于物体的三维坐标轴
至于第四根轴嘛
反正也不可能被很标准的话出来
就沿着物体运动方向画好了
这个原理就像你在二维的纸上画一个三维坐标系一样
其实第三根轴根本画不到与另外两根垂直
我们还是牵强附会的画上去了
只要能理解就行
如果你要理解的是四维空间的话
有一个视频的
教你认识四维空间
在度娘上查得到的
不过个人感觉讲的不大好
如果english好的话可以去维基百科上看
那个比较准确
~
另外
如果我有错的话
请写在下面的回复里谢谢

2. 用一个模型来表示四维空间，是一个怎样的模型？整个宇宙是在同一个时间轴上的吗？还是每个系的时间轴不同

1.一般来说时间不算进维度里。光就空间来说，二维空间如果用线的相互垂直来表示，只有长（x轴）、宽（y轴）两个线组成，所以称作二维。三维空间拥有长（x轴）、宽（y轴）、高（z轴）三条线相互垂直，所以称作三维。以此类推，四维即是有长（x轴）、宽（y轴）、高（z轴）、外加一个W轴。一般人很难想象这样一个模型。
2.现代物理学默认宇宙处于同一个时间轴。因为如果将速度导致的时间衰减效应（某物体速度越快时间流逝越缓慢，光速前进的物体时间流逝无限趋向于零）加进去，那么整个物理学将变得难以想象的复杂。因为所有的物体都是在相对运动的，每一个都拥有单独的时间流逝速度。但以人的感觉可以这些区别完全可以忽略不计。

3. 四维空间为什么不能称为四维时空？

四维空间指的是标准欧几里得空间，可以拓展到n维；四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空（三个空间维度和一个时间维度）但无法认识以及存在于四维空间，因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x，y，z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间，时间的本质是描述运动的快慢。
通过一维、二维、三维空间的演变，人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的，但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律，而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识，或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。
可以定义可以度量的都可以有维度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度，构成五维空间也能说的通。
当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现，但现实很难对应和想像。

扩展资料：四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。
另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。
在狭义相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。
参考资料来源：百度百科-四维空间

4. 四维应该是什么样子的?如何在三维空间制作四维模型?

如果你生存在二维空间，给你一个三维平面图你就一定能看懂？超立方体 　　　　超立方体是数学中立方体的四维类似物，我们所谓的点动成线，线动成面，面动成体。在加入时间轴的概念之中，立方体的移动形成四维的超立方体，由无数个立方体所组成的，具有四维的观念。 在超立方体中可以理解为时间作为一个盒子包裹在一个三维空间之中。 
　　立方体在每个顶点有3个正方形面相交，而超立方体在每个顶点有4个立方体相交。超立方体有8个立方体作为其“边界”（如同立方体有6个正方形面为其边界），其中1个大立方体，1个小立方体，以及6个被透视变形的看上去像截棱锥的立方体，4个立方体相交于1个顶点。
　　然而，所谓的四维空间并非我们所处的三维空间加上时间轴一般简单，在引入复数概念之后，数学家们早已对四维空间中的几种基本图形做出了描述，单形：有着五个顶点和十条棱；超立方体：有32条棱和16个顶点，将四维空间分割成8个立方体形的区域，每一个区域都是超立方体的三维面，而超立方体的二维面则是24个正方形。 通过四维物体在三维世界中的立体图形投影来研究四维世界正像我们可以通过研究三维物体在二维物体上的投影来研究想象三维物体一样：详细：http://tieba.baidu.com/f?kz=548224623

5. 四维时空的概念介绍

 四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少我们还无法感知,就如人将蚂蚁面前的一块食物拿起来，蚂蚁只当它凭空消失。二维空间有一位专家曾打过一个比方：让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人，他们只有平面概念。假如要将一个二维扁片人关起来，只需要用线在他四周画一个圈即可，这样一来，在二维空间的范围内，他无论如何也走不出这个圈。1、首先一个世界的构成必须满足两个条件：空间和时间，如果这两者之间任意一个不存在，那么这个世界就无意义，无意义也就是说不存在。2、一个世界的物理法则是必需，世界上一切事物的运作规律都必须有一定限制，不然该事物的存在就不可能（正所谓一切事物都是相对的存在），如果按照维度空间论来说，那么位于更高维度的生命体就有可能控制时间或空间这就是不合逻辑的事。而四维空间像爱因斯坦说的在三维空间上加一条时间轴，因为不管几维空间都离不开时间的支付，没有时间也就没有空间！时空是无法分开的，分开就没有意义了。一把尺子在三维空间里（不含时间）转动（以尺子外的某个点或线为中心），其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”的关系。四维空间就是现在的时空，使用四元数可以较为方便的理解因四维空间而产生的相对论效应，见《关于四元数的几何意义和物理应用》 。 四维空间是一个时空的概念。简单来说，任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过，日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》（统称“相对论”）中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念，我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系，是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢，所以不会明显的感觉到四维空间的存在，但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中，使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时，我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行，你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在，物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一。 四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。在狭义相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。

6. 四维空间为什么不能称为四维时空？

四维空间指的是标准欧几里得空间，可以拓展到n维；四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空（三个空间维度和一个时间维度）但无法认识以及存在于四维空间，因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x，y，z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间，时间的本质是描述运动的快慢。
通过一维、二维、三维空间的演变，人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的，但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律，而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识，或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。
可以定义可以度量的都可以有维度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度，构成五维空间也能说的通。
当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现，但现实很难对应和想像。

扩展资料：四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。
另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。
在狭义相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。
参考资料来源：百度百科-四维空间

7. 你理解的四维时空可能是错的，四维时空和四维空间是不同的概念！

四维时空和四维空间是完全两个完全不同的概念，所以网上很多关于四维空间和四维时空讲解，不是完全正确的。
  
 那我们首先要了解的就是维度这个概念，在数学领域和物理领域中，维度是两个不同的概念。
  
  在数学上是说 ，不同参数的数，就比如x轴，y轴，z轴，都可以是维度。虽然在数学上面不管说多少种维度都是可以的。这里指的就是标准的欧几里得空间。第四维就是指和数学里“x”“y”“z”，相同概念的性质，也就是加一个坐标。
                                          
  但是在物理学中 ，维度就是指的独立的时空坐标数目。四维时空又叫做闵可夫斯基时空，闵可夫斯基这个人是谁呢？他就是爱因斯坦的老师。
  
 闵可夫斯基最开始将爱因斯坦和洛伦兹的理论重新表示成3+1维的时空。也就是，三维的空间加上一个时间的维度。
  
 爱因斯坦在最开始，对这种观点还是，不是很认同，再后来研究广义相对论的时候，才发现这种描述的重要性，因为之前，1905年的时候研究的是狭义相对论。
  
 那么在这些理论的基础上，就延伸出了两种空间维度的理论。
  
  第一种 就是欧几里得空间，他认为时间和空间都是独立的。我们在考虑空间维度的时候，就不应该把时间维度放在一起考虑。
  
 具体思考四维空间的办法就是著名的， 莫比乌斯环 和 克莱茵瓶 。
  
  第二种 就是认为空间和时间是不可分割的。我们生活在三维的空间中，而时间只有一维。
  
 在这种理论的基础上，我们认为，时间也可以用多个维度来表示多个坐标来表示。
  
 并且能将时间和空间重新组合排列形成多维时空，这也是平行宇宙的由来。
  
 我们先来说第一种四维空间：
  
 一般情况下，我们认为，一维是一条线，二维就是一个面，三维呢，就是一个立方体的东西，就像我们生活的空间。
                                          
 但是这里有个错误的，为什么说一维就一定是直线曲线可不可以？二维为什么就一定是平面呢？曲面为什么不可以呢？
  
 答案当然是可以的，因为我们认识的坐标系是 人为规定 的x，y，z，应该是直的。
  
 如果你说曲线不是一维，你还在用三维的眼光去看一维？
  
 如果一个一维生物，只能向前或者向后，不能向左或者向右，或者是向上向下，那么他生活的就是一个一维的世界。
  
 但是我在双曲线、直线、曲面、平面的时候，你还能想象。但如果让你想象一个四维空间，你能想象出来吗？！
  
 因为我们人类没有见过，更没到达过，所以可以任意想象，在众多说法中，我我更倾向于我们生活在平行世界中。
  
  我们可以用这样一个理论来推导一下， 低维空间，旋转在对折会得到高纬度空间。
  
 那么首先将直线旋转对折，还会得到一个圆。
  
 再将一个平面旋转旋转再对折，我们就会得到一个 莫比乌斯环 。
                                          
 你再想象将一个三维空间旋转在对折，你能想象的是什么吗？鬼知道是什么？
  
 因为一维是一条直线，在中间砍一刀，它的截面肯定是一个点。
  
 再来二维，我们在二维这个平面上再砍一刀，他就是一条，直线的截面，就是一条直线。
  
 虽然我们三维为一个立方体，你们从它中间砍一刀，他的截面肯定是一个二维的一个平面。
  
 那么再问你问题，什么东西你在侧面砍一刀，它会成为一个立方体呢？好好想一想。
  
 所以呢，一个界面是一个立方体，这肯定是违背我们当前认知的世界。
                                                                                  
  想象不到四维空间，还有一点很重要。但是我们人，眼所看到的画面。从严格意义上来说。只是三维物体的一个侧面。我们可以这样理解，我们认识的三维物体都是一个二维化的。 
  
 让我们脑海想象一个立方体，如果你有一个三维的眼睛，你大概就会想到这样一个画面。把它拆开之后，有六个面。也就是你可以同时，看到一个立方体的所有的面。假如你有个三维的眼睛，在打麻将的时候，即使是扣着的牌，那么你也能看得到所有的牌。
                                          
 但很多人总喜欢用蚂蚁来举例说蚂蚁是二维生物。你就是蚂蚁，生活在一个平面，没有高度的概念。但是蚂蚁也很无辜啊，有的蚂蚁还会飞了，蚂蚁有高度了。
  
 最后再声明一点，你看到的所有物体，都是三维物体。
  
 第二种理论：四维时空这个理论就比较有趣了，前提就是时间是第四个维度。
  
 如果我们把空间用坐标系来表达的话，他有x，y，z三个轴。时间目前只有x轴，所以我们假设时间也应该具有y轴。
  
 而这个y轴代表什么含义呢？在这个理论的基础上，把时间，y轴定义为可能性，每一个平行于x轴的线都是一种可能性，在这个可能性中，你可能是首富，厨师，司机等等。这就是平行宇宙的由来。
  
 按照这个理论，宇宙最高将有十维，包含一切一切一切，的可能性。
  
 当然，以上两种理论仅仅是猜测阶段，都没有被证实。但不管你相信哪一种，都请不要再说蚂蚁是二维生物。

8. 四维空间说的时空为何是四维的