“如果進入了四維空間，人會發生什麼?”
導語
這是一則非常有意思的問題，三維空間在我們的日常生活中是非常常見的，比如桌子、椅子、衣服等都是立體的，而且我們也可以在三維空間内自由地移動，是以三維空間也被稱為立體空間。
那麼四維空間又是什麼樣的呢?
我們可以從四維空間的定義出發，了解它和三維空間的差別，探讨人類在進入到四維空間之後會發生什麼。
一、三維空間和四維空間。
所謂空間的次元，就是用來描述空間特性的概念，簡單來說就是用來描述自由度的。
三維空間就是具有三個自由度的空間，這也正是它的特點，允許我們在三個方向上自由地移動，這三個方向就分别是寬、高和深。
而四維空間則是在已知的三個方向上，又加上了一個額外的次元，這樣三維空間的物體就可以在這個額外的方向上進行自由移動，也就是擁有了更多的自由度。
除此之外，四維空間還有一個重要的特點就是在三維空間中無法實作的，那就是立方體的全面展開。
在三維空間中，隻有三個方向上的立方體是可以展開的，但是在四維空間中，立方體就可以在四維空間的方向上展開，而這在三維空間中是無法想象的。
那麼究竟是誰提出了四維空間的概念?
這都要從德國數學家黎曼說起。
黎曼是19世紀的數學家，他是德國數學家黎曼的學生，從1836年出生到1868年去世，他隻活了短短的32年，這32年的時間裡，他為數學領域的發展做出了非常重要的貢獻。
講到他的貢獻，就必須要提到他所提出的“黎曼幾何”的概念，這個概念也是後來數學發展中非常重要的一個方向。
說到“黎曼幾何”，一定要提到非歐幾何和歐式幾何。
在黎曼被提出之前，歐式幾何一直都是數學家研究的主要方向，也是當時認為的唯一的幾何體系。
歐式幾何是以歐幾裡得的《幾何原本》為代表的一種幾何體系，這種幾何體系是非常完美的，但是它也有一個很大的缺陷就是隻能用來研究二維和三維的空間。
但是就在19世紀的時候，俄國的黎曼提出了非歐幾何的概念，這就為研究多元度的空間打開了大門。
而非歐幾何體系和歐式幾何有一個很大的不同，那就是非歐幾何體系的空間是可以無限延展的，而且也不受限制。
而歐式幾何則不行，它隻能研究有限的空間。
黎曼就是将非歐幾何和歐式幾何進行了結合進而開創了現代幾何學。
這一理論的提出，不僅在數學領域引起了很大的轟動，還對實體、哲學、藝術等領域都有着非常大的影響。
數學家們開始進入到超越人類想象的高維空間，黎曼在這個方向的研究上也有非常多的貢獻，其中四維空間就是非常重要的一個，這也正是黎曼為數學領域的第二個黃金時代的開創者。
二、四維空間的數學模型。
既然黎曼為四維空間的研究做出了巨大的貢獻，那麼按他所提出的四維空間的定義，四維空間是什麼樣的呢?
黎曼在研究四維空間的時候，通過數學方法對維空間進行描述的，這個數學模型就是我們經常聽到的“黎曼度量空間”。
所謂的“黎曼度量空間”，就是一個具有度量的空間，度量就是一個用來衡量兩個點之間的長度和夾角的函數，就像我們在三維空間中常用的距離函數一樣。
這個距離函數在三維空間中是可以通過歐氏距離進行計算的，而在四維空間中，我們就可以通過“黎曼度量”來進行計算。
所謂的“黎曼度量”，就是一個對于空間中的兩個向量進行夾角和長度的描述，它可以将兩個向量映射到實數域中。
這個“黎曼度量”也是一個二進制對稱函數，當兩個向量相同時，這個函數就是對應的向量的長度，當兩個向量不同時，這個函數就是對應的向量的夾角。
是以黎曼度量就可以用來描述四維空間中的夾角和長度，這樣就可以将四維空間中向量的長度和夾角映射到實數域中，也就是讓其滿足了距離函數的性質。
在通過黎曼度量求得四維空間中的距離之後，我們還可以将四維空間中的點進行坐标表示，這樣就可以用坐标的形式來描述四維空間，就像我們在三維空間中描述空間一樣。
但是在四維空間中，要描述一個點，我們就需要用到四個坐标，是以四維空間中的點就可以表示為(x，y，z，w)的形式，其中x，y，z，w分别對應的是各個方向上的坐标。
通過這樣的方式，我們就可以對四維空間進行描述，通過在四維空間進行向量運算，我們還可以求得四維空間的夾角和長度，這樣我們就可以在四維空間中進行幾何圖形的研究。
三、四維空間的研究和發展。
黎曼提出四維空間的概念，不僅開辟了高維空間的研究之路，還為愛因斯坦的相對論提供了理論支撐。
愛因斯坦在提出相對論之前，一直在思考着宇宙的起源和演變，但是要解釋宇宙的起源，就需要通過數學模型來描述宇宙的形态，這就需要更高維的空間。
正是受到黎曼發展起來的“黎曼度量空間”的啟發，愛因斯坦才着手于廣義相對論的研究，他将時空視作黎曼度量空間的一個子集，又将宇宙的形态視作一個高維空間的子集。
在這樣的空間模型的描述下，愛因斯坦才最終形成了相對論的理論體系，這個體系不僅解釋了宇宙的起源，還對宇宙的演變進行了解釋。
正是黎曼度量空間的概念，才為愛因斯坦的廣義相對論提供了理論支撐，進而推動了實體學的發展。
黎曼不僅在數學和實體學領域有着非常深遠的影響，還對哲學、藝術等領域産生了影響。
四、進入四維空間後會發生什麼?
在四維空間中，人類會發生什麼?
對于這個問題，我們可以從幾種角度進行探讨，首先在數學領域中，四維空間不僅可以對空間中的幾何圖形進行研究，還可以對數學中的一些問題進行求解。
除了數學之外，四維空間還可以被應用到實體學領域中，愛因斯坦就是通過黎曼度量空間的概念來描述宇宙的起源和演變。
在哲學領域，四維空間也可以被應用到人類的哲學思考中，可以對人類的存在和意義進行新的思考。
在藝術領域，四維空間也可以被用來繪畫，可以繪制出在四維空間中的一些圖案，也可以用來進行影視作品的創作。
除此之外，還有一些作家對于四維空間進行了讨論，其中最出名的就是美國的作家阿爾德斯·赫胥黎，他的作品中就有四維空間的内容。
人類對于四維空間的探索，并不是停留在抽象的讨論上，還可以通過一些模型進行具體的探索，雖然我們無法真正的進入到四維空間中，但是可以通過一些模型來模拟。
在四維空間中，我們可以進行一些有趣的探索，比如在四維空間中，可能會出現穿越不同的三維間的情景，也可能會出現改變物體形狀和位置的情景，還可能會出現一些奇特的四維怪物和四維迷宮。
五、結語
正是對四維空間的探索，才産生了這些有趣的探索情景，進而啟發了人們新的思維，并促進了一些新的創作。
是以人類對于四維空間的探索也是沒有止境的，可能在未來，人們還會有更多的突破和更深入的發，我們期待人類在維空間的探索中，能夠有更多的發現和突破。