维度

空间维度

物理学中以维度来形容时空坐标的数目，四维即四个维度，它是由无数个三维组成的，而三维是由无数个二维组成的。其他高维度的组成方式以此类推。三维以上的维度统称高维度

一维空间：线

一维空间是指只由一条线内的点所组成的空间，它只有长度，没有宽度和高度，只能向两边无限延展。一维实际是指的是一条线，在理解上即为左-右一个方向(如:时间)。也可理解为点动成线，指没有面积与体积的物体。

   外文名One-dimensional space

        在空间维系内，一维空间是最简单的空间，它只由一条线组成。实际上一条线就是一个一维空间，一条曲线如果没有建立坐标系，那么它也是一维的。简而言之，没有建立坐标系的线就是一个一维空间。

如果你在一维空间中，你只能看见前面和后面。

二维空间：面

二维空间是指仅由长度和宽度(在几何学中为X轴和Y轴)两个要素所组成的平面空间，只向所在平面延伸扩展。

[endif]二维空间同时也是美术上的一个术语，例如绘画便是要将三维空间(三度空间)的事物，用二度空间来展现。在几何中，二维空间仅指的是一个平面，上面的每一个点二维空间是平面都可以用由两个数构成的坐标(x,y)来表示。如图，坐标将平面分成了4个象限。

形象例证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。

三维空间：体

点的位置由三个坐标决定的空间。

客观存在的现实空间就是三维空间，具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间的概念，是在三维空间的基础上所做的科学抽象。也叫三度空间。

长、宽、高便构成“三维空间”。三维即前后—上下—左右。三维的东西能够容纳二维。三维空间的长、宽、高三条轴是说明在三维空间中的物体相对原点O的距离关系。

三维空间，日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间。而且日常生活中使用的“三维空间”一词，常常是指三维的欧几里得空间。在历史上很长的一段时期中，三维空间被认为是我们生存的空间的数学模型。当时的物理学家认为空间是平坦的。二十世纪以来，非欧几何的发现使得实际空间的性质有了其它的可能性。而相对论以及相应的数学描述：闵可夫斯基时空将时间和空间整体地作为四维的连续统一体进行看待。弦理论问世以后，用三维空间来描述现实中的宇宙已经不再足够，而需要用到更高维的数学模型，例如十维的空间。2018年，中国科学家曹原首次在三维空间发现量子霍尔效应。

2018年3月5日，《自然》背靠背发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。这名中科大少年班的毕业生、美国麻省理工学院的博士生发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应。这一发现轰动国际学界，直接开辟了凝聚态物理的一块新领域。如今，正有无数学者试图重复、拓展他的研究。

将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网，将之张平，我们可以将之近似看做是二维平面，然后将一个小球放在网上，橡皮网在小球的重力作用下凹陷，这就形成了三维空间。[if !vml]

[endif]

“维”这里表示方向。由一个方向确立的直线模式是一维空间，一维空间具有单向性，由Х向两头无限延伸而确立。由两个方向确立的平面模式是二维空间，二维空间具有双向性，由X,Y两向交错构成一平面，由双向无限延伸而确立。同理，三维空间呈立体性，具有三向性，分别为X,Y,Z三向构成一空间立体，由三向无限延伸而确立。四维空间呈时空流动性，被X,Y,Z和时间(T)四个方向共同确立。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》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。

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”。

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。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。

四维空间：

[endif]数学中，一个n个数的序列可以被理解为一个n维空间中的位置。当n=4时，所有这样的位置的集合就叫做四维空间。这种空间与我们熟悉并在其中居住的三维空间不同，因为它多一个维数。这个额外的维数既可以理解成时间，也可以直接理解为空间的第四维，即第四空间维数。

作为空间的第四维

[if !vml][endif]第四维数可以用空间的方式理解，即一个有四个空间性维数的空间（“纯空间性”的四维空间），或者说有四个两两正交的运动方向的空间。这种空间就是数学家们用来研究四维几何物体的空间，与爱因斯坦提出的时间作为第四维数的理论不同。关于这一点，考克斯特曾写道：把时间作为第四维数带来的好处即使有的话也是微不足道的。实际上，H.

G. 威尔在《时间机器》中发展的这种十分吸引人的观点导致了J.

W. 杜恩（《时间实验》）等作者对相对论的非常错误的理解。闵可夫斯基的时空几何是不符合欧几里得体系的，所以也就与当前的研究没有关系。--- H.

S. M. 考克斯特,Regular Polytopes

从数学方面讲，普通三维空间集合的四维等价物是欧几里得四维空间，一个四维欧几里得赋范向量空间。一个向量的“长度”。X=(P,Q,R,S)

以标准基底表示就是[if !vml]

[endif]也就是勾股定理向四维空间进行的很自然的类比。这就让两个向量之间的夹角很容易定义了

正交性

在我们熟悉的三维空间里，有三对主要方向：上下（高度），南北（纬度），东西（经度）。这三对方向两两正交，也就是说，它们两两成直角。从数学方面讲，它们在三条不同的坐标轴x、y、z上。计算机图形学中讲的深度缓冲指的就是这条z轴，在计算机的二维屏幕上代表深度。

纯空间性的四维空间另有一对垂直于其他三个主要方向的主要方向。这一对方向处在另一条同时垂直于x、y、z轴的坐标轴上，通常称作w轴。对这两个方向的命名，人们的看法不一。一些现行的命名有安娜/卡塔，斯皮希图/斯帕提图，维因/维奥，和宇普西龙/德尔塔。这些额外的方向处于（实际上是垂直于）我们所能观察到的三维世界中的方向之外。

作为时间的第四维

当人们说到“四维空间”时，经常指的都是关于时间的概念。这其实是一种误解,关于时间的概念的"四维空间"被命名为"四维时空".在这种情况下，"四维空间"可以理解为三维空间附加一条时间轴。这种空间叫做闵可夫斯基时空或“(3

+ 1)-空间”。这也是爱因斯坦在他的广义相对论和狭义相对论中提及的四维时空概念。

要理解四维空间的本性，我们可以利用一种称为“维数类比”(dimensional

analogy) 的方法。维数类比是指通过研究 n - 1 维与 n 维之间的关系，来推断 n 维与 n + 1 维之间会有什么样的关系。

埃德温·阿伯特·阿伯特在他的书扁平的世界 (Flatland)中运用维数类比，讲述了在一个扁平得就像一张纸的二维世界中生活的一个正方形的故事。在这个正方形的眼中，生活在三维世界中的人们拥有近乎神的力量，因为他们能在不打破（二维的）保险箱的情况下从其中把东西（通过移入移出三维空间的方法）取出，能看到所有在二维世界看来是被挡在墙后面的东西，甚至能站在离二维世界几英寸的地方来保持“隐形”。

通过应用维数类比，人们可以推断，四维空间中的人在我们三维的视角看来应该有类似的神奇能力。鲁迪·拉克在他的小说空间世界 (Spaceland)中展示了这一点。小说的主人公就遇到了具有神奇能力的四维人。

四维空间的长、宽、高、时间四条轴

可以去这么理解，首先，一维，就是一条线。时间也可以看做时间线。你把一个长宽高的3维坐标世界无限缩小到一个点，然后让他（这个点，既三维世界）沿着时间轴方向运动（既时间流逝），这个就称为4维。

当然，如果时间是有枝节的，就想科幻里说的的有N种过去，或者N种未来的，也就是我们3维这个点在平面或者更高的级别运动。那么有可能我们的世界的空间是4维度及以上。。未加证明。

同样有一种说法，将四维空间理解为可扭曲的三维空间。将一张纸比喻为二维，它的无限叠加则为三维，那么将这张纸进行弯曲，同样可以出现三维效果。以此推断，三维空间的扭曲是否就是四维？当然，它的扭曲方向不能限于其本身的长、宽、高。按照一般的理解，时间是普遍所认知的第四维元素，如果四维空间中时间可发生扭曲，无数小说和电影中所描述的穿越时空极可能会成为现实。

但是也有少数人有所质疑，如果二维空间也有生物存在，那么它们的生命发展过程也应有时间的存在，按照时间为第四维的说法推断，二维生物有可能会认为三维空间是由长、宽、时间组成，但事实上并非如此。

想像一下我们打算看一下现在几点了，当我们看手表的时候，从手表反射过来的光子击中了我们的视网膜。真正触动我们视网膜的东西，是这些光子的能量和动量，根据光子的这些信息，我们的大脑分析出了手表所显示的时间。所以我们其实是处在 由能量和动量所组成的的空间中。

由能量和动量所组成的的空间，这个空间在物理学上叫做----动量空间。与四维时空类似，动量时空也是四维的，其中的一维是能量，而另外三维，是动量的三个分量。

表面看起来，科学家构建出来的动量空间似乎只是个数学游戏，四维空间已经很好地解释了宏观世界，我们再构建个动量空间，似乎没有必要。但其实在某些方面，动量空间比四维空间显得更加真实。

比如在粒子对撞机中，粒子们高速地相撞，变成其他一些粒子，涉及到能量和动量的转换；我们利用天文望远镜观察遥远的天体，实际上我们观察到的不过是光子的能量和动量这类信息。至少从这些观察上讲，无论宏观世界还是微观世界，我们也许并不是生活在时间和空间中，而是生活在能量和动量构成的动量空间里。

五维空间：

时间层次和传统三维空间统一的空间。

与传统物理学三维空间观、爱因斯坦相对论四维空间观相对而言的新的空间观，是空间观发展的最新成果，也是前者发展的必然结果。

四维就是四个有联系的抽象概念组成的，第四个抽象概念是实时间，第四联系值为速度，而五维是由五个有联系的抽象概念组成的，第五个抽象概念是曲率

定义

时间层次和传统三维空间统一的空间。

与传统物理学三维空间观、爱因斯坦相对论四维空间观相对而言的新的空间观，是空间观发展的最新成果，也是前者发展的必然结果。由我国著名学者陈世清所创立，为第一个中国人创立的哲学理论体系《对称哲学》奠定了理论框架和自然科学基础，为第一个中国人创立的经济学理论体系《对称经济学》奠定了深层次的方法论基础。

传统物理学的空间概念，就是立体三维空间。爱因斯坦相对论认为，空间和时间可以相互转化，时间是空间的另一种方式，因而传统的三维空间加上一维时间，成为四维时空。根据系统论，任何系统都是有层次的。这个层次不仅是传统物理三维空间中的高度，或可用感官把握的不同的物理层面，而且狭义上指事物的不同深度的本质。它虽然只有通过人的抽象思维来把握，然而却是外界事物的客观存在。同时，这种不同层次的本质也可以随着时间的推移，而演变成事物发展的不同阶段，成为人们感官可以把握的新的物理三维空间。因此，四维空间还应加上层次一维，任何真正的系统都是五维空间。这五维空间的任何一维都可以和其他四维相互转化。作为事物本质的反映的人的意识空间或心理空间，本质上就属于这五度空间中的第五维空间--层次空间，而且是高层次的层次空间(意识本身又分成不同的层次，哲学思维的空间是最高层次的层次空间)。它同物质世界的相互转化，是五维空间相互转化的具体表现。

释义2

五维空间即时间、空间、层次的统一。在五维空间宇宙观中，时间、空间、层次是对称的。对称空间观是五维空间观的本质，五维空间观是对称空间观的展开。所以对称空间观就是五维空间观。

从三度空间观到四度空间观到五维空间观，是物理学发展的自然历史过程。

五维空间观得到了最新物理学的支持。非线性思维方式的形成、物质的分立结构与量子现象，为五维空间的理论和方法提供了可能的空间基础。当代基础物理学理论的核心问题，是破除空间时间连续性的经典观念，而代之以断续性的量子思想。二十世纪物理学的一个重要标志性成果，就是把自然界物质最基本的组成物，归结为36种夸克，12种轻子，13种规范粒子。以上36种夸克，12种轻子，13种规范粒子已经成为当今时代所认识的61种新的"基本粒子"。所有"基本粒子"的运动，仍然遵循着二十世纪物理学革命后所建立的量子规律(基本粒子遵循的量子规律称为量子场论)。这一规律的特征是粒子在空间中的位置、运动状态不是确定的，而是呈不连续的量子态。量子跃迁证明了空间维度不可分割。近年来兴起的宇宙全息统一论认为:"每一空间量子也都是包含着整个物质世界的信息"，"任一相对的独立的部分都是整体的一个缩影。"如果宇宙是全息的，那么任何一个微观粒子也就应是五维的，五维空间的真实性没有例外。如果我们把主客体看成本来就是同属于不可分的统一的空间架构中，那么在量子世界中看来不可解决的一系列难题，如微观世界到底是粒子、波、场还是弦，物质是构成的还是生成的、连续的还是无限可分的，都可迎刃而解。世界本来就是你所看到的，主客体的相互关系不是认识世界的障碍，而就是世界的本来面貌;追究离开主体的客体的本来面目是不可能的，也是没有意义的;关键在于观察者视觉的稳定性、一致性，思考者逻辑的自洽性。

无论是相对论还是量子力学，其中主观与客观、主体与客体、意识与物质之间都有着千丝万缕、剪不断理还乱的关系。这本身就说明，用包含意识空间在内、把意识空间与物质空间统一起来的五维空间观来代替相对论的四度空间观有必然性。五维空间观是四度空间观发展的必然结果。量子理论是爱因斯坦相对论四度空间理论向五维空间理论转化的中间环节。

五维空间的方法是空间性、历时性和层次性相统一的方法。五维空间方法是逻辑与历史一致、还原论与整体论统一。

五维空间方法也得到了科学发展史的证明:在自然科学领域:地质矿石的空间排列，可以反映出地质从本质到现象演化的时间历史。各种自然力的空间排列，可以反映出自然力从本质到现象演化的时间历史。各种无机物、有机物的空间排列，可以反映出自然界无机物从本质到现象演化的时间历史，有机物从本质到现象演化的时间历史，从无机物向有机物从本质到现象演化的时间历史。生物科学的空间排列，可以反映出生物从本质到现象演化的时间历史。在社会科学领域，不同社会文明的空间排列，反映了社会文明从本质到现象发展的时间历史。在意识科学领域，不同学科、同一学科中不同学派的空间排列，反映了人类知识、各学科发展从本质到现象的时间历史。

五维空间不仅是方法，而且是模式，它更全面更系统地揭示了事物的本质和结构。从五维空间观看来，概念和概念体系是客体的本质和规律的反映;从主客体统一的系统来讲，概念和概念体系作为科学本质和科学规律，本身就是事物的本质和规律的一环。科学本质和客观本质的对称、科学规律和客观规律的对称，就是主客体相互关系--认识关系和实践关系的结构与模式。

五维空间观具有如下几个特征:

主体性:空间认识的主体和客体不可分。这种不可分不仅仅是认识论意义上的，而且是本体论意义上的。空间认识的主体和客体不可分是空间不可分割的组成部分。

整体性:空间发展的基本线索，从纵向来看，是空间的起源、空间的发展、空间发展的动力;从层次来看，分为宇观空间、宏观空间、微观空间三大层次;从性质来看，分为自然、社会、意识三大类，自然又分为非生命与生命两大类型。科学的空间理论，必须对空间发展的不同阶段、不同层面、不同类型作出统一的说明。空间包括自然、社会、意识空间。从整体来看，自然、社会、意识是宇宙空间的不可分割的组成部分;从具体来看，自然、社会、意识各自都有自己的空间。完整的空间理论既包含对宇宙整体空间的把握，又必须对自然、社会、意识这三大领域的空间作出科学的、有说服力的说明。在五维空间观看来，离开意识和社会空间，自然空间不能得到科学的说明。空间观不包含社会空间观，把社会空间看成不属于宇宙空间的另类空间，既是不完整的空间理论，又是不科学的社会理论。

全息性:五维空间的各个维是有机统一的，它们不但不可分割，而且可以相互转化。正像四度空间的各个维之间的相互关系一样。只不过五维空间观使这种转化更加自觉，在实践中也更具有操作性。五维空间的各维之间的关系是全息关系，它们之间的区别只有在思维的抽象中才能存在，在现实中它们是紧密不可分的。在思维的具体(包括形象思维具体和抽象思维具体)中它们又复归于一个有机联系的整体。

系统性:使不同的空间观、宇宙空间的不同层面的解释得以有序化、系统化，相互说明，相互协调，从而使宇宙空间的不同层面、不同部分得到完整的把握。

兼容性:五维空间观可以使迄今为止的所有空间理论得以综合，使它们在五维空间观体系中得以合理定位。分度空间的认识方法，是一种非线性思维的方法。以分型(Fractal)、孤子(Soliton)、混沌(Chaos)等为主要特征的非线性科学是继相对论、量子力学之后"又一次科学革命";非线性科学是研究非线性现象共性问题的一门新兴的交叉学科，它的产生标志着人类认识由线性领域进入了非线性领域。非线性科学揭示出来的新事实、新特点和新规律，对人们的思维方式具有重大影响。分度空间理论(弦理论)也说明客观存在的(甚至作为物理意义的图形本身)点、线、面，无一不是五维空间(本质维+时间维+物体三维)。无论是宏观物体，还是微观物体;无论是波、粒还是弦，都是五维空间。只有五维空间理论，才能科学地解释分度空间理论(弦理论)。分度空间理论从逻辑上确证了五维空间的理论，分度空间理论(弦理论)也是传统四度空间理论向五维空间理论转化的中间环节。

基础性:宇宙空间和自然空间、社会空间、意识空间、虚拟空间的关系，社会空间和某一历史时期、某一区域空间的关系，是本质和现象、整体和部分、一般和特殊的关系。本质决定现象、整体制约部分、一般说明特殊。研究社会这一特定领域的空间、和谐社会这一特定的社会空间、和谐经济这一特定的和谐社会的空间，必须以一般的五维空间理论为基础。

释义3

五维空间,fifth-dimensional

space，空间是一个集合，最基本的元素是点，点的集合是线面体，线面体运动产生了三维体，三维体的运动产生了时间，以此类推。简单的说五维就是由于四维运动产生，假设四维空间可以对折，那么对折后的那部分所谓的无，就会由于四维的运动而给填补。

根据爱因斯坦的狭义相对论，特别是其中提出的钟尺缩论断。当一个物体运动速度接近光速时，物体周围的时间会迅速减慢、空间会迅速缩小。当物体运动速度等于光速时，时间就会停止、空间就会微缩为点，也就是说出现零时空。当物体运动速度超过光速时，时间就会出现倒流即所谓负时间;空间也会相应回到过去空间，也就是所谓的负空间，这时该物体就进入了负时空，即时空倒流或时空倒转，从而该物体就实现了瞬间移动。

存在性

爱因斯坦广义相对论本身预言了:空间-时间在大爆炸奇点处开始，并会在大挤压奇点处(如果整个宇宙坍缩的话)或在黑洞中的一个奇点处(如果一个局部区域，譬如恒星要坍缩的话)结束。广义相对论本身不能解释这些特征或回答这些问题，因为它预言，在大爆炸奇点宇宙是从无限密度开始的。在奇点处，广义相对论和所有其他物理定律都失效:人们不能预言从奇点会出来什么。正如以前解释的，这表明我们可以从这理论中除去大爆炸奇点和任何先于它的事件，因为它们对我们没有任何观测效应。空间-时间就会有边界--大爆炸处的开端。时间和空间在大爆炸开始，在大挤压终结，那么在这个过程当中，整个宇宙就存在一个完整的四维空间，时间和空间从开始再到时间和空间结束，时间和空间就在整个宇宙当中留下了一个长长的时间和空间轨迹，那么这个时间和空间留下的轨迹我们就称之为时空，那么什么是时空隧道(假设时空隧道是存在)呢?我定义为:时间和空间就在整个宇宙当中留下了一个长长的时间和空间轨迹，再次经过时间而留下的一个长长的双重时间的通道。

表示方法

我们用空间直角坐标系来表示五维空间时，空间时间各为横轴和纵轴，再加上速度为竖轴，即可形成五维空间参照系。在该参照系中，时间和空间的坐标轴不仅有正轴，还有负轴，同时还包含原点在内。时间和空间在五维空间参照系中存在时间-空间距离，即正负时间和正负空间之间有几何距离关系(至少在坐标系中理论是这样的)。

物理维度

事实上的物理维度是多样的，我们熟知的是三个空间维度和一个常听说的时间维度。物理中的维度是从数学上定义的。而空间维度应当只有三维。零维向任意方向(方向是任意的)生长就形成了一维线(直线)，一维线沿法线方向(方向在一个平面内，所以是法平面,是二维的)生长就形成二维面，同理，二维面沿法线方向(方向固定了，在一直线上)生长得到三维体。而三维体在空间上已经没有生长可能，用推论法可知，零维点有三维体为生长方向，一维线有二维平面为生长方向，二维平面有一维线为生长方向。生长方向随空间维度的升高而递减。三维体的生长维数为零。所以三维空间不可能生长成四维空间，四维的称为时空，时间维度是独立在空间维度之外的物理维度。而这样的制造是可以科幻一下的。然而也还是幻的成份多一点。因为不同维度的能量显然是不能交换的，否则永动机就真是有根有据啦。

线是一维的，参数是点。

面是二维的，参数是线。

体是三维的，参数是面。

以此类推，以体为参数构成的空间就是四维空间，通常理解为时空，从很多书中可以看到类似的说法。

那么以时空为参数构成的空间应该就是五维空间，我们人类能够感知的只有4维了。

(第四个维度至今难以定论，但是我们初步认为它是时间。)

维度规律

发现一个规律:[if !vml]

[endif]

一维的东西能够容纳所谓的零维(直线是由点构成);二维的东西能够容纳一维(纸上可以画条直线);

三维的东西能够容纳二维(盒子里放个纸片，但大盒子里也能装小盒子);

那么四维的东西就理所当然的能够容纳3维了。我们人体算3维的，身边的事物也是。这个世界也可以看做三维的，但是我们无法感知到容纳我们的四维。

折叠三维

三维是指在平面二维系中又加入了一个方向向量构成的空间系。

所谓三维，按大众理论来讲，只是人为规定的互相交错(垂直是一个很有特性的理解)的三个方向，用这个三维坐标，看起来可以把整个世界任意一点的位置确定下来。原来，三维是为了确定位置。

三维既是坐标轴的三个轴，即x轴、y轴、z轴，其中x表示左右空间，y表示上下空间，z表示前后空间，这样就形成了人的视觉立体感，三维动画就是由三维制作软件制作出来的立体动画，实现再发展的趋势。

所谓的三维空间是指我们所处的空间,可以理解为有前后--上下--左右 如果把时间当作一种物质存在的话再加上时间就是四维空间了。 但是不能理解为，你可以在时间里任意往来 回到过去 ，只是应该理解为"刚才"和"现在"是不同的物质存在， 可是你不可能回到"刚才"和"过去" 。

三维是由二维组成的，二维即只存在两个方向的交错，将一个二维和一个一维叠合在一起就得到了三维。

三维具有立体性，但我们俗语常说的前后，左右，上下都只是相对于观察的视点来说。没有绝对的前后，左右，上下。

三维技术主要多运用于动漫产业，我国三维动画主要有《探索地球村》(据说是中国第一部三维动画)，《魔比斯环》等。

高维模型

四维以上的，属于高维模型。 高维模型，在数学和物理学中有不同的定义。 在数学上，多维有很多模型。理论上，维数可以很高，模型很多。但是满足"交换不变"这一性质的很少。所以，有人认为四维空间是物理维度的上限。但是，也有人认为会有更高物理维数。不断进行思考，这有益智力。因为受到物理条件的约束，因此尽管在数学上，多维有很多模型，可是在物理理论上，维数不可以很高。为了解释宇宙的有限无边的性质，我们必须引入多维的概念，一般是四维时空(一对相对组成性质)，也有一些其它有限可数的维数，而在物理上成立的模型不多，其思考难度很大，因为这要受到物理现象的约束。折叠

五维空间

一个时间平面。这个时间平面就是五维空间，它是由无数个四维空间根据某一轴线(此轴线形状不定，不是直线)集合而成的。我们可以想象，一个五维空间的物体，应该是跨越不同时间轴线的，但在任意一个时间轴线上我们只能观察到它的一部分。

五维空间的提出，跟暗物质发现是密切相关的。物理学界普遍承认的说法是:暗物质的发现和被证实意味着人类知识能力进入五维空间，是一个质变。譬如，五维空间可能有助于获得"反物质"能量。那能量有多厉害?科学家们介绍说，一个一分钱硬币大小质量的"反物质"能量，其能量释放可使现有特大宇航作业做60次往返，且十分接近光速。就是说呢，这样一来，不仅太阳系及银河系的旅行可行，甚至星系旅行、通过时空隧道(虫洞)做两个宇宙间的旅行也可以实现了。

更为有趣的是，一旦实现五维空间能源的认识证实和获得能力，那就意味着进入六维空间的大门打开了。

折叠六维空间

如果真的有六维空间存在,那么爱因斯坦的"广义相对论"就显示了其理论自身的不完善。 对于人类而言，我们习惯了三维空间的概念，如何能想象和接受六维空间?以水管为例说，当人们站在这根水管的正面看时，水管就是一条直线，我们就只看到了它的前后，它就是一维的。当人们站在一个平面里，看这根水管，就能看到水管的上下左右，那么人们就看到了它就是二维的。当人们在一个立体的空间里看这个水管，它的前后、左右、上下都收纳在我们的眼中，那么它就是三维的。

可如果人们把这根水管放在两维的平面中，然后又把这个两维的平面放在三维空间中，那么会是什么样的呢?于是，科学家把水管想象成像一根头发丝那样细,细到无限。科学家认为，六个"隐藏"的空间维度，以极其微小的几何形状，卷曲在我们宇宙的每一个点中。

这种观察六维形状的方法之所以被发表在《物理评论快报》上，是因为这种方法能证明通过实验数据来观察这些难以捉摸的维度形状特征是可行的。同时，六维空间的存在也是证实"超弦理论"的主要方面。

折叠七维空间

理论提出

根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种)，宇宙是十一维的，由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里，宇宙只是四维的(三维空间和一维时间)，现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。

打比方

打一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走，它只能向右或向左，向前或向后走。对它来说高与低均无意义，这就是说，第3维的空间是存在的，但没有被蚂蚁所认识。同样，我们的世界是由四维构成的(三个空间维，一个时间维)，但我们没有觉察到所有其他的维。

看法

根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维，但这些 维是看不见的，它们自身卷在了一起，被称为压缩的维。为了弄清这种看法，让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下，将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来，直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走，最后它又会回到出发点，这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的莫比乌斯带走，也会发生上述现象，当然，它是3维的，但如果沿着它走过，总是会回到出发点的。莫比乌斯带从维的角度讲是压缩的，按照物理学它有3个维，但谁在上面行走，都只能认知人一个维。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走，它就永远不会返回到原出发点。这就是二维(或者说被我们所感知的那种维)的例子，沿着它一直走，就不可能返回到原来的出发点。

八维空间

现代物理学界公认的理论是八维空间，分为X维(物体的长)、Y维(物体的宽)、Z维(物体的高)、时间维、重力维、电磁力维、万有引力维、万有斥力维。这一理论由德国物理学家巴克哈德海姆于1957年创立，随后由其本人进一步地发展与完善，并得到了一些新的成果，其中之一就是总结出了一系列计算基本粒子质量的方程式。1977年他将方程发表，但由于太复杂，竟没几个物理学家看得懂，后来经实验证明了其正确性。由于他的理论多用德语发表，所以大部分物理学家都认为这些论点晦涩难懂，不知所云，感到摸不着头脑。1980年，海姆的理论引起了奥地利物理学家沃尔特德吕舍尔的注意，他仔细研究后，对理论作了详尽的解释，并进一步完善，于是就有了今天公认的海姆-德吕舍尔空间，即一种八维的宇宙空间结构(我们就处于这一空间内)。

在划定四维以上时，还有我们很多解释不了的地方，高维模型也是相当难完成。

十一维

霍金提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。另一种说法，宇宙十一维是爱德华·维顿提出来的。这些"维"同样是天文学家无法探测的。另外，在刘慈欣的《三体》中也谈到了十一维是微观粒子。

时速论

爱因斯坦的相对论把时间与空间联系起来了。认为物理的现实世界是各个事件组成的，每个事件由四个数来描述。这四个数就是它的时空坐标t和x、y、z，它们构成一个四维的刚性连续时空，通常称为明可夫基里平直时空。在相对论中，用四维方式来考察物理的现实世界是很自然的。而时速论 把空间与时间、速度联系起来了。认为物理的现实世界是各个事件组成的，每个事件由五个数来描述。这五个数就是它的时空坐标t、v和x、y、z，它们构成一个五维的连续时空，通常称为时速时空。在时速论中，用五维方式来考察物理的现实世界是很自然的。时速论导致的另一个重要的结果是关于宇宙空间和时间时速的关系。在以前，物理学家一直认为宇宙空间和我们感受到的物体空间是一样的，它们是就是宇宙空间的量。在时速论中空间与速度时间密不可分，然后结合为一个定律。他给出了一个五维空间公式:S=Vkt，其中V为物体的空间体积，k是物体运动的速度，t为物体运动的时间。于是质量只是可以看作是它的空间大小的量度。计算表明，宇宙的空间是在不断的膨胀。

还是用相对论的一个例子来理解，我们知道一把尺子静止的时候是在三维(长宽高)空间里，但你原地旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标这就是四维的时间维度，而我们让尺子一边转一边以一定的速度往上拿起来，我们会看到尺子的运动轨迹是螺旋的，而这正是我们所说的五维--速度维度。

对于引入的这些全新的概念，大部分物理学家，其中包括相对论研究学者，都觉得难以接受。旧的思想方法的障碍，使这一新的物理理论在没有找到验证办法之前一直被认为不是科学思想，直到推导出了可验证的公式才发表出来。

六维空间：

六维空间 是指任何拥有六个维度的空间，六自由度，并且需要六个数据或坐标来指定该空间中的位置。这些座标可以有无限多种 但最有趣的是更简单的模型的一些方面的环境。 其中最有趣的是六维欧几里得空间， 在其之中可构造出六维多胞形以及五维球面。 六维有限空间 以及 双曲空间同时也被研究，具有恒定的正和负曲率。

简介

每当物理学家往自己设计的宇宙中添加维度时，他们添加的基本上都是空间维度，让空间中的物体可以自由地移动。但其实，如果宇宙可以具有更多的维度，那多增加一条时间维度是否也可能呢?

许多物理学家反对这种想法，因为如果宇宙中有更多的时间维度，物体就可以借助其他的时间维度，在我们已知的一维时间中穿来穿去，一会出现在我们身边，马上又会出现在数亿光年外的其他星球，这等于是超越了光速的极限，甚至回到过去的时间旅行都可以实现了。至少在我们的宇宙中，时间旅行并没有发生，因此多维时间也许仅仅是设想，而不是现实。

但是在1995年，美国科学家提出了一个叫做M论的理，统一了当时的各种弦理论。在H论中，可以具有二维的时间。不过科学家补充说，即使宇宙中具有了二维时间，这样的宇宙中也无法实现时间旅行。 在H论中，宇宙是11维的。在稍微低一些的维度时空中，是否也可能有多维时间呢?从理论上讲，在我们的四维时空中增加一个时间维度，就必须相应地也增加一个空间维度，以平衡结构。这样形成的六维宇宙其实和我们生活的四维宇宙的结构很相似，只是在六维的世界中，会包括许多四维宇宙的投影，而我们所熟悉的物理学定律到了那里，也不适用了。

有科学家称，生活在三维空间和时间中的人类至今不知还有另外六个空间维度。威斯康星大学麦迪逊分校的一位物理学家寻找到了观察六维空间的灵感。他提出的观察六维形状的方法被发表在《物理评论快报》上。

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[endif] 除了四维时空，另有六个人类未知的空间维度。我们都知道，自己生活在三维空间之中，如果加上时间，那么是四维时空。可有科学家称，还有另外六个空间维度是人类至今不知的。

来自2007年2月2日的《物理评论快报》的一则消息称:威斯康星大学麦迪逊分校的一位物理学家从太空中寻找灵感，提出了这样的一个假设，在物理学"弦论"的基础下，人类的世界并不完整。除了三维空间和时间之外，还应该存在另外六个空间维度。这些"隐藏"的空间维度以极其微小的几何形状卷曲在我们宇宙的每一个点中。六维空间可以接纳任何可能的形状，而且都与其自身的世界相一致，具有其自身的物理学规律。

这无疑像一颗重磅炸弹落在物理学界。如果真的有六维空间存在，那么爱因斯坦的"相对论"就显示了其理论自身的不完善。对于人类而言，我们习惯了三维空间的概念，如何能想象和接受六维空间?这神秘的六维几何体到底是怎么样的形状?难以捉摸的六维空间确实存在吗?

人类为什么看不见?

中国科学院理论物理所朱传界教授告诉记者，"宇宙应该是十维的"是根据一种超弦理论的论证，科学家通过数学方程计算得出的结论。就而言，人们只了解一维直线、二维平面、三维空间以及爱因斯坦提及的"四维时空"概念。除此之外，"超弦理论"预测还应该存在另外六个人类未知的空间维度。朱教授以水管为例说，当人们站在这根水管的正面看时，水管就是一条直线，我们就只看到了它的前后，它就是一维的。当人们站在一个平面里，看这根水管，就能看到水管的上下左右，那么人们就看到了它就是二维的。当人们在一个立体的空间里看这个水管，它的前后、左右、上下都收纳在我们的眼中，那么它就是三维的。

可如果人们把这根水管放在两维的平面中，然后又把这个两维的平面放在三维空间中，那么会是什么样的呢?于是，科学家把水管想象成像一根头发丝那样细。科学家认为，六个"隐藏"的空间维度，以极其微小的几何形状，卷曲在我们宇宙的每一个点中。这种观察六维形状的方法之所以被发表在《物理评论快报》上，是因为这种方法能证明通过实验数据来观察这些难以捉摸的维度形状特征是可行的。同时，六维空间的存在也是证实"超弦理论"的主要方面。

观点交锋

从广袤星系到亚原子微粒，"超弦理论"囊括了所有物体的物理学规律。几十年来，关于"超弦理论"，很多科学家都争论不休，赞同的、反对的，各种声音都有。

一旦验证"超弦理论"是正确的，那么人们就能通过解密它们对130亿年前宇宙大爆炸释放的宇宙能有所了解，借助时间机器，穿越黑洞后，"看见"神秘的六维几何体。

"不过，你也不用为看不见十维的世界而感到担忧。"威斯康星大学麦迪逊分校的这位物理学家说，"因为我们的大脑习惯于只是三维的空间，而对于其他六维空间结构却很难感知。虽然科学家们利用计算机模拟出了类似的六维几何体，但没有人能够确切地知道他们的形状到底是怎么样的。"

他说，"我们的想法就是回到那个时候看看到底发生了什么事情，当然我们不可能真的回去。"

很多科幻爱好者都梦想着搭乘时间机器遨游时空，有些科学家也尝试着用最新的原理来证明时间旅行的可行性,也试着用"超弦理论"来讨论它。

因为缺少必要的时间机器，他们使用了另外一个最好的东西，一幅宇宙大爆炸释放的宇宙能量图。这种爆炸释放的能量在随后的130亿年里其实都没有发生变化，它可以被卫星捕捉到，比如美国的威尔金森微波各向异性探测器。通过绘制出宇宙能量图可以帮助人类对宇宙的雏形有一个大概的印象。

七维空间：

在物理学和数学中，一个n个数的序列可以被理解为一个n维空间中的位置，当n=7时，所有这样的位置的集合就叫做七维空间

概述

根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种)，宇宙是十一维的，由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里，宇宙只是四维的(三维空间和一维时间)，现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。

科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走，它只能向右或向左，向前或向后走。对它来说高与低均无意义，这就是说，第3维的空间是存在的，但没有被蚂蚁所认识。同样，我们的世界是由四维构成的(三个空间维，一个时间维)，但我们没有觉察到所有其他的维。

物理解释

根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维，但这些维是看不见的，它们自身卷在了一起，被称为压缩的维。为了弄清这种看法，让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下，将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来，直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走，最后它又会回到出发点，这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的麦比乌斯带走，也会发生上述现象，当然，它是3维的，但如果沿着它走过，总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的，按照物理学它有3个维，但谁在上面行走，都只能认知人一个维。这就有点像左图上的人:上行或者下行，但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走，它就永远不会返回到原出发点。这就是二维(或者说被我们所感知的那种维)的例子，沿着它一直走，就不可能返回到原来的出发点。

维数理论

以现今人类的智慧,维数是不可想象的.让我们从4维这个时间上为起点，这个时间概念仅适用于地球这个生命圈，其它星球肯定会存在不同形式的生命圈，那么整个宇宙会有无数个时间的概念，即无数个四维。如果大爆炸理论成立的话，这些无数的四维都存在一个质点内，你能想象在这个质点之外又多少个质点吗?如此，第5维空间为一个质点即宇宙。又宇宙内外质点无处不在，物理学已经证明了光，电，磁均是粒子波动，同理人的思维，意识均将被证明是质点序列的波动。那么这个第六维应该是遍满一切处的，所有事物都是以概念区分的，是由我们大脑的意识所认知的，这样我们就可以将这个六维命名为"识"。至于第七维，试想你能跳出概念这个圈子吗?如果一切概念都抛弃的话，(连抛弃都是概念)应该说呈现出来(不能说还剩下)什么呢?我们暂时命名"空"吧，注意这个空可不是平时概念上的空无，也不是没有超弦理论的十维空间之后，推出了十一维空间的超膜理论。

一维空间:一个数字参数(x)，一条有原点的直线数轴;

二维空间:两个数字参数(x,y)，一个垂直坐标系的平面;

三维空间:三个数字参数(x,y,z)，空间右手直角坐标系的立体空间;

四维空间:数学上四个数字参数(x,y,z,t)，在空间右手直角坐标系中加第四条轴线，与另外三条两两垂直的超立方体空间(参考超正方体，维度_数学漫步_3_四维空间);物理上大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的"四维时空"概念;

高维空间以此类推，仍然是个概念，无对应物理概念。

维度，又称维数，是数学中独立参数的数目。在物理学和哲学的领域内，指独立的时空坐标的数目。

0维是一点，没有长度。1维是线，只有长度。2维是一个平面，是由长度和宽度(或曲线)形成面积。3维是2维加上高度形成"体积面"。虽然在一般人中习惯了整数维，但在分形中维度不一定是整数,而可能会是一个非整的有理数或者无理数。

我们周围的空间有3个维(上下，前后，左右)。我们可以往上下、东南西北移动，其他方向的移动只需用3个三维空间轴来表示。向下移就等于负方向地向上移，向西北移就只是向西和向北移的混合。

在物理学上时间是第四维，与三个空间维不同的是，它只有一个，且只能往一方向前进。

我们所居于的时空有四个维(3个空间轴和1个时间轴)，根据爱因斯坦的概念称为四维时空，我们的宇宙是由时间和空间构成，而这条时间轴是一条虚数值的轴。

有些理论预言我们所居于的宇宙实际上有更多的维度(通常10，11 或 26 个)。但是这些附加的维度所量度的是次原子大小的宇宙。(请参看弦理论)

维度是理论模型，在非经典物理学中这点更为明显。所以不用计较宇宙的维数是多少，只要方便描述就行了。

在物理学中，质的维度通常以质的基本单位表示:例如，速率的维度就是长度除时间。

霍金解释

霍金提出了他的宇宙模型，给出了11维空间，认为要描述宇宙，X、Y、Z和T(时间)4个未知数是不够的，要加到11个未知数之后，才能够解释宇宙的很多结构。另一种说法，宇宙十一维是爱德华·维顿提出来的。

这些"维"同样是天文学家无法探测的。

十一维空间：

十一维空间是根据90年代提出的M理论(多种超弦理论的综合)，宇宙是11维的，由震动的平面构成的。

现代物理学则认为还有7个空间维度是我们感受不到但确实存在着的

内容介绍

高维度时空和高维度空间是不同的。举例来说，在三维空间中只有一个时间维度，但它是一个伪维度，即它的单位和其他三个维度不同。四维空间的第四维仍然和三维空间的维度具有相同性质，时间仍是伪维度。因此，不可把时空和空间混为一谈。

理论的提出

在九八年二月的'美国科学'上，有一篇介绍M理论的文章。The

theory of M: M stands for magic, mystery or member 。讲了统一场论的最新进展。一个粒子不但有电荷的相吸，还有磁场的相互作用。两者的统一构成引力。我们一直以为影响无限小的粒子的因素与影响着地球般大小的星球的因素是不同的。因为过去的所有理论难以用于同时解释粒子和星球的运动。也难以解释引力的形成。而M理论则正是一种正在形成的可以解释从无限小的粒子到无限大的宇宙的统一场理论学说。文章中说这个理论为越来越多的实验所证实，是继相对论以来，本世纪最伟大的物理学理论之一。据说在超弦理论的研究中，发现十维空间还有理论漏洞，新的膜理论就在超弦的线上展拓成超膜，以十一层空间来解释宇宙。而只有其中四维空间可为人类所感觉，其余的感觉不到的空间，就如声波和光谱一样，我们人类听不到的超声波和也看不到红外线，却不因我们的不能察觉而就可认为根本不存在。正是在更高的空间里，物体的电场和磁场相互作用形成万有引力。也只有引入更多的空间才可以解释为什么分子的结构有左旋和右旋的向性不同。 而宇宙的许多自然之谜如黑洞等，以更多空间的理论才有可能存在和解释。

膜理论的出现意味着一种全新解释宇宙大爆炸的说法，该说法表明我们生活的整个宇宙是一层可以随意弯曲 拉伸的膜，也称为三维空间，在不远的地方也有一层膜，可以说是另一个宇宙，也是三维空间，当中的空隙，是四维空间，在某种未知力(有可能是暗能量)的作用下，两层膜以极慢的速度缓慢接近，遐想的距离为10万亿光年(10的13次方)，当膜接触后，相互碰撞，动能转化为热能，热能开始缓慢在膜上散开，宇宙中的万物开始毁灭，然后冷却，开始新的循环。这就是新理论的宇宙大爆炸，当碰撞后，两层膜又弹回原来的位置，重新在未知力的作用下，缓慢接近，如此往复，宇宙开始循环，永不停止。

参考资料

参考资料:《现代物理学》、《勾股模型》、《分数维空间》。

这仍然是纯粹几何学上的维度，属于多元几何学即维度学研究的范畴，这样的维度不只和位置(表示一个几何点在空间中的位置)有关。在物理自然的实际世界中，情况要复杂得多:进行考察的思维意识客体(对数维)可以融入到世界中，形成透视;也不可能完全没有大小，因此可能在世界的倍率(指数维)中移动:形成对世界的缩放和变焦;甚至所有系统都可能是粒子化的、运动的、……，所以物理学的维度还可以含有温度、密度、速度、……等等一切物理量。参考多维空间、高维空间、19维空间为他们做的全新多角度的定义。

其他理论所具有的维空间

前三维是位置，存在于空间中;

第四维是速率，存在于时间中;

第五六维是速率指向，存在于(速度)时间方向中;

第七八维是状态指向，存在于自身形状对应的空间方向中;

第九维是状态转角，存在于自身形状对应的滚动中;

第十维是自旋速率，存在于滚动时间中;

第十一、十二维是自旋赤道轴指向，存在于滚动(速度)时间方向中;

第十三维是自旋赤道轴指向漂移速率，存在于滚动变化(加速率)时间方向中;

第十四、十五维是自旋赤道轴指向漂移速度赤道平面映射方向，存在于滚动变化(加速度)时间方向中;

第十六维是加速率(或受力强度)，

第十七、十八维是加速度(或受力)方向，这样的维度不只和 位置(表示一个几何点在空间中的位置)有关。