如何证明四维空间的存在？(时间不是维度)？
科学家通过一维、二维、三维空间的演化，提出了一个关于四维空间的猜想。零维是在任何方向都没有长度的点。一维是无数个点组成的线，只有长度没有宽度和高度。二维是由无数条线组成的面，有长和宽，但没有高。三维是由无数个面组成的形体，有长有宽有高。四维呢？四维是由想象力的四个相互垂直的维度组成的空间(这个真的很头疼)。
1.四维空间有什么特点？
从低维现实世界的体验中，我们可以想象，如果一个人生活在二维世界中，他所体验的世界只有前后左右两个维度。如果一个三维球体穿过这个二维世界。二维的人会在他的世界里看到一个圆。他可以绕着一个圆走，测量这个圆的周长，但是他无法直观地感知球体的体积。在球体穿过二维平面的整个过程中，二维人会看到一个圆出现，变大，变小，最后消失。以此类推，我们可以想象一个四维球体穿过三维空间的场景:我们也会看到一个三维球体出现，变大，变小，消失。
显然，低维空间是高维空间的投影，或者说是横截面。而我们人类很可能就是四维空间在三维空间的全息投影。
在谈到四维空间的概念时，中科院国家天文台研究员冉立博士认为，当我们说“看”的时候，其实并不严谨。我们的世界膜(理论物理学家称我们的三维空间加一维时间为世界膜，嵌在一个更高维的超体体块中)中的核力、弱力和电磁力无法离开三维空间进入更高维。在三维空间中，当我们用一束光(电磁波)照射一个物体时，我们可以通过反射的电磁波看到这个物体。但是四维空间中的一个物体既不能反射电磁波，也不能发射电磁波，所以我们根本看不到。唯一被认为能够与四维(或更高维)空间中的物体相互作用的是引力。
当四维物体穿过我们的三维世界时，我们只能通过它的引力效应来感知。在电影《星际穿越》中，美国国家航空航天局团队成员注意到了各种引力异常，这是高维度文明在帮助地球人的过程中产生的引力效应。
例如，在我们的三维世界中，重力与距离的平方成反比。距离太阳两倍于地球的行星感受到的只有地球引力的1/4。但是，如果我们的空间中存在第四个直维度，引力场的强度会随着立方距离的增大而减小，无论是木星还是土星都无法借助太阳的引力逃离太阳系。但科学家仍然认为四维(或更高维)空间确实存在，只是在微观尺度上卷曲，可以避免引力场发散。
二、四维空间在哪里？
物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen W. Hawking)曾在剑桥大学发表关于万物理论的演讲时问道。如果我们三维世界之外的所有额外维度真的存在，为什么我们意识不到它们？为什么我们只看到三维空间？
对此的解释是，所有四维(或更高维)都在一个非常小的空间内弯曲，其尺度大约只有100万亿亿分之一英寸。这样的尺度太小，我们探测不到。我们看到的只是三维空间。根据宇宙学原理，宇宙的三维空间是各向同性的，在大尺度上几乎是平坦的。这就像橘子的皮:仔细看，整个皮都是弯的，皱的；但是，从远处看，你看不到那些凸起的结构，非常光滑。空间也是如此，在微小的尺度上是四维(或更高)的，高度弯曲。但是在更大的尺度上，我们看不到弯曲，或者说看不到额外的维度。
四维和更高维的空间可以用数学理论来构建。在量子力学中，空间是多维的，N维是两个或两个以上的N-1维物体垂直形成的空间。所以我们可以说，四维空间只能存在于今天最先进的弦理论的数学方程中。弦理论预言了更多维度模式的存在，据说至少有11维度。
三、四维超体——克莱恩瓶
说到四维空间，就不得不提德国数学家费利克斯·克莱因，他曾经在理论上构想出一种特殊的四维物体，叫做克莱因瓶。这是拓扑学研究的典型空间之一，是四维空间中可以真实表达的曲面。这个像球体一样的封闭空间，没有“边”，只有一个“面”。它的横截面是一个莫比乌斯带。如果两个莫比乌斯带在四维空间中只沿着它们的边缘结合，就可以得到一个克莱因瓶。
根据拓扑学理论，莫比乌斯带可以嵌入我们的三维空间，而克莱因瓶只能嵌入四维(或更高维)空间。根据维基百科，数学家声称已经解决了克莱因瓶表面的数学表达式。
理论物理学家认为克莱因瓶不可能在我们的三维空间中制造出来。它是一个连续的曲面，没有“边界”，没有“内部”，没有“外部”，只有一个“表面”，被称为永远装不上水的瓶子。
因为四维空间无法进入我们的三维空间，所以任何可以画出来或者做出来的克莱因瓶，都是它的四维空间在三维空间的投影。换句话说，四维克莱因瓶不可能存在于三维空间。
4.为什么四维空间小而卷曲？
上面的讨论引出了另一个问题。为什么四维(或更高维)空间要卷曲成小球，而不是所有维度？霍金认为极早期宇宙中的所有维度都应该是高度弯曲的，那么为什么三维空间变平了，而其他维度却保持紧密卷曲呢？
到目前为止，科学还没有答案，或者说一个可能的答案是拟人化原理。要想发展出像人类一样的复杂生命，二维空间是不够的，而大于三维空间的空间使星系变得不稳定，面临解体。所以，至少我们所知的生命显然只能存在于一个稳定的时空区域，即有三维空间加一维时间，它们都不会因为卷曲而变得太小。
弦理论确实可以推导并允许我们区域的存在。宇宙中很可能还有其他的区域，它们的维度都蜷缩得非常小，但这样的区域不会有智慧生命。
虽然无法证明存在四维(或更高维)空间的猜想是准确的，但很多科学理论都是从猜想开始的。
(感谢阅读)
如何证明四维空间的存在是一个很有意思的问题，因为这是一个宗教、哲学、科学的问题。
其实四维空间并不难证明。很多人总想用科学来证明四维空间的存在，但总是很难证明。为什么？因为他们忽视了人们的积极性。到目前为止，世界上对四维和多维空间最清晰的解释不是科学，而是佛教的论证。许多物理学家、量子学家和其他科学家不得不承认这一点，并就这一问题撰写了一些专著。
比如一个人肚子疼，但是医生和医疗设备都找不到病因。这个人肚子疼是真的是假的？不，因为痛苦已经被证明了！所以不需要用所谓的数学和物理来证明四维空间的存在，而是通过自我论证。几乎所有人都证明了四维空间的存在，只是人们没有意识到。我给你举个例子。
几乎每个人在梦里都见过不同的人或事，经历过不同的事件，但人在梦里是睡着的，眼睛是闭着的。为什么他们还能在梦里看到东西？实际上，梦里的眼睛是四维甚至多维的具体表现，是心灵意识的反映。
很多人会说，做梦是虚幻的，是假的。其实人及其一切活动都是能量的生与死的过程，是多变的，是虚假的。如果从高维宇宙的角度来看人类一个世纪的生死过程，恐怕连一瞬间都算不上。其实人的活动和梦在本质上没有什么区别，梦也是一个能量变异的过程。所以佛家说“万物如梦泡，如露如电，所以要这么看。”
梦中的眼睛是人在睡眠中不自觉地摆脱眼、耳、鼻、舌的束缚，出现一种类似冥想的状态，使心灵进入不同维度的体验。
另外，很多人把时间当成一个维度，这是不正确的。在高维度中，没有过去、现在和未来。最根本的维度是摆脱一切幻想，连维度本身都不存在，更别说时间了。
先给出答案:
空间维度，属于数学范畴，是一个度量和统计术语，与科学发现无关。四维空间只是一个几何模型，与真实存在无关。
本文是作者关于空间的主要观点，重点在于严格区分“物理空间思维”和“数学空间思维”
空间的多语境认知自古以来，人类就积累了递进式的认知，至今仍需进一步的科学研究。
根据现代物理科学的研究成果，作者认为空间是真实存在的最简单也是最复杂的物质范畴。
空间是一个多语境的概念，主要表现为四种类型的空间:①器官的感性空间，②哲学的辩证空间，③物理的实在空间，④数学的抽象空间。
人体器官的知觉空间之所以命名，是因为很多人通过视觉和直觉推理，认为实体之间的区域是绝对空无任何物质的，即知觉空间≈空无一物的空间。
英文空格:【sp】是根spect的缩写，spic(见/见)；[ace]是后缀ate(州/州)的变体。从字面上看，≈空间是外部世界的无限延伸。
就生存的简单要求而言，感性空间≈空无一物的观点是有一定可取之处的。
比如说空心铁球的真空质量≡0，这是无可非议的，没必要“书生气”地斤斤计较。
根据笔者的经验，哲学领域中的辩证空间有三个典型的哲学空间，即道家的“万物皆空”论、佛家的“色即是空”论和马哲的“空间物质”论。
道家“四空”的空间哲学
一般来说，千世之运来自空，所谓“聚而成器”；归空，所谓“散则通气”。这是科学研究的空间。
笔者认为“聚则成器，散则成气”的空间观是大智慧，是非常珍贵的宇宙观，与现代物理实验的科学解释不谋而合。
佛教“色即是空”的空间哲学
空色是各种有形的物质，看得见摸得着的有形的东西。
色空之空是一种模糊的无形物质，是看不见摸不着的东西。
佛教弟子有所谓的“骷髅技能”，说的是在修习禅定时，可以用意念意识到骷髅是透明的。
心灵真的有那么强大吗？根据物理学，只有超高频电磁波可以随意穿过骨头，仿佛骨头内部空间是空的。
想法能辐射高频波？也许不排除骷髅龚走火入魔的错觉？读者怎么看？
但是，根据电子湮灭反应，佛教弟子的空天哲学至少是“错误的”吧？
马哲“空间物质论”的空间哲学
马克思主义唯物辩证法认为，世界是存在的，存在是物质的，物质是运动的。既然空间也存在，那么空间既是物质的，也是运动的。
马哲的“空间物质论”可以用物质不灭和能量守恒定律来见证，其严密的逻辑是毋庸置疑的。
有些人可能不同意。作者提醒我:
既然承认空间存在，就不得不承认空间不是虚无；既然承认空间不是虚无，就不得不承认空间是物质；既然承认空间是物质的，就不得不承认空间是运动的。物质和虚无一定是其中之一。
因此，马哲的“空间物质理论”是无懈可击的，至少在形式逻辑上是如此。
物理科学的实空间物理科学的实空间，简称物理空间，是一个没有亚原子存在的真空场介质空间，即场空间。
记住两个词:物理空间≡理性空间≡现实空间。数学空间、理想空间和抽象空间。
下面分五个方面来讲解真实空间的表达。
1.关于麦克斯韦方程
真空不是空的，真空场能量为零，这早已成为科学界的知识。真空是场介质，用介电常数(ε？)，磁导率(μ？)，位移电流(j)。
根据光速的定义:c=1/√(ε？μ?)，光速是真空场的固有特性，是一种处处以光速振荡的介质，而不是20世纪以前绝对静止的以太。
2.关于卡西莫尔效应。
早在1947年，卡西米尔效应就已经被证实，真空场可以激发电磁波，卡西米尔效应力(F=-Cπ/R？)，证明:实空间≠几何空间！
作者认为，卡西米尔力的本质是电子自旋以光速扰动场空间激发的引力波，与电子自旋强作用的向心力相反的反作用力，即:
F(强)=-F(卡西莫)，
m？c？/R=-Cπ/R？...(1)
其中r是真空腔的厚度或真空场半径，c是卡西米尔效应系数，它取决于电子自旋运动激发的引力波的场半径。
即:C=(m？c？/π)R=2.6×10？稀有...(2)
3.关于正负电子湮灭反应的本质
根据正负电子的湮灭反应，电子发生器释放光电子(e？或者e↓)置于彼此相对的强磁场中，一个电子颠倒南北两极，成为正电子(e？或者e写)，当正负电子加速到光速时，试着去碰撞它们，湮灭效应就可以发生了:
e↓+e↑+2×？m？c？⊙γ↓+γ↑+ 2hc/λ？...(3)
湮灭的本质是电子迅速膨胀成场量子(引力子和光量子)，真实物质和场介质之间发生突变，其中:
电子质量？场的量子质量，电子的自旋势能？引力子自旋势能，电子动能？光子辐射动能。
显然，电子的湮灭反应印证了“聚则成器，散则成气”和“色即是空”的哲学空间
4.原子光谱的超精细结构
原子光谱超精细结构分布实验表明，物质中所含原子的外层空间充满了不同频率的电磁波，没有缝隙。
就丰满度而言，存放电磁波或场介质的“容器空间”可视为“场介质空间”。
5.关于实体的内部空间和外部空间
一般来说，我们认为宏观的物体是由原子组成的，原子是由微观的核外电子和原子核组成的，原子核是由夸克环和μ子核组成的。
根据独立物质的概念，原子核的夸克环可以是核内的一个电子，缪尔核可以是密度最高的场介质。因为夸克、胶子、μ子都只是理论模型，不能独立存在。
正电子只是一个颠倒了北极和南极的电子。按照这个逻辑，物质的终极成分只有电子和场介质。
之前的实验表明，电子是不可分的，电子的内部空间是唯一的高密度场介质，即“色也空”。
不难理解，原子核内空间是密度最高的场，电子内空间是密度次高的场，原子内空间是高密度场，分子内空间是密度更高的场。
不难理解，场密度(ρ=m/4.2R？)和场半径r与立方成反比。
每个原子都有自己独立的内部空间和外部空间。原子由于其高速电子轨道和抗简并性，可以是一个封闭的真空腔。
原子的外层空间是充满原子光谱超精细结构的“光子云托管”，原子有自己的引力场空间。
物理空间的基本性质从以上基本事实，我们可以总结出物理空间的九个基本性质作为空间观的基本原则。
房产1:场空间隐私
实体有自己的内部空间和外部空间。例如，电子有一个以光速旋转的内部空间和一个引力场的外部空间。
同样，质子也有自己的内部空间和外部空间；地球、月球和太阳都有自己的内部空间和外部空间。
属性2:场空间的公共性
一个任意的空间区域有每个实体的私有空间，在这个区域形成了一个重叠的空间。
比如原子的内部空间就是电子场和质子场的叠加空间。氧的分子内空间是氧原子的叠加空间。
地球辐射带的空间是月球体育场、火星场、太阳场和北极星场的重叠空间。
属性3:场地空间的跟进
地球大气层的空间随着地球自转而自转，不可能只有空气分子随之运动。
封闭车厢的内部空间，随着列车向前行驶，一起转弯，不可能只有空气分子随之运动。
不可能封闭原子的内部空间，因为原子一起滚动振荡，只有电子原子核跟着。
封闭原子核的内部空间与原子核一起滚动振动，不可能只有原子核内的电子与之一起运动。
核外电子随子弹运动，子弹激发的电磁波干扰叠加空间的频率取决于电子的跟随速度:
？mv？=(m/m？)hc/λ...(4)，λ=2hc/m？v？...(5)
特性4:场空间的能量吸收
根据引力势能Ep=GMm/R和熵增原理，高能态向低能态发散。场半径R越大，场势能越小，真空度越大，因此吸收的能量越多。例如:
电子绕原子核高速运动的动能处于高能状态，在扰动空间的同时被真空场吸收为辐射动能。
离心泵高速旋转，内部形成局部真空区，导管高能态的水被低能态真空区吸引。
直升机机翼旋转，机翼上方的局部真空区处于低能状态，吸引高能飞机。
属性5:场空间的载体属性
电子以光速自旋，扰动场空间，辐射引力波，可以理解为携带引力波的场空间。
电子围绕原子核高速运动，扰动场空间，辐射电磁波，可以理解为携带电磁波的场空间。
弦以V的速度振动，实际上是电子跟随V扰动场空间激发电磁波声子，声子和激子依次相互激发。场空间承载超低频电磁波(光分支)和机械波(声分支)。
有人说电子在原子核外的跳跃运动会释放光子或电磁波，但不能说明自由电子也会激发电磁波。
属性6:场空间的力传递
把光旅行的时空方程:r=ct...(6)
代入万有引力方程:F=GMm/r？...(7)
含时引力方程:F=GMm/c？t？...(8)
显然，物体引力场的传播等于场半径的平方(r？)与磁场浪涌时间的平方成反比(t？)成反比。
有人说万有引力定律有距离效应，这不是很解。想一想:距离的平方反比效应是什么？
其实任何力、能量、波的传播方式都必须以场空间为传播载体，否则就是距离论。
性质7:场空间的熵增加
根据引力方程(7)，天体的引力和场空间辐射的引力波，由于与场空间半径的平方成反比的效应，如果不考虑其他天体的干扰，它们的场密度急剧下降，引力波的频率急剧下降，场空间的温度急剧下降，称为场空间的熵增或“降频红移”。
属性8:场空间的熵减少
引力方程(7)的逆分析表明，离天体越近，与外界叠加的场密度和引力波频率就会越高，称为场空间的熵减或“上频蓝移”。
属性9:字段空间的有效性
理论上，天体或粒子的引力场半径看似无限延伸，其实不然。主要有两点:
第一，独立天体或粒子的场空间不能延伸到绝对零度，否则场介质将是绝对静止的。
其次，场空间永远是多个天体或粒子的叠加空间。当一个天体或粒子的场半径延伸得足够远时，其场强就不如其他天体或粒子。
“地球和太阳”两体问题中有五个拉格朗日平衡点(L1~L5)和希尔球区域。如果球场半径远远超过平衡点，地球引力场可以忽略。
数学领域的抽象空间数学空间，也叫几何空间，是以坐标系空间为基础的。坐标的原点是测量基准的零点，坐标轴的数量是尺寸。
常见的低维空间:一维空间≡线性坐标系，二维空间≡平面坐标系，三维空间≡立体坐标系，
常见的高维空间:四维空间≡旋转三维坐标系，五维空间≡拉伸扭曲三维坐标系。
为什么“几何空间≡抽象空间≠真实空间”？
让我们考虑一下。现实世界真的存在吗——没有体积的几何零，没有厚度的几何直线，没有厚度的几何平面，无形的几何球体？
费米子很小，类星体很远...所以它们可以近似或者抽象为粒子，但是它们还是有体积的。
电磁波和电力线都很细...所以它们可以近似或抽象为直线，但它们仍然有横截面积。
太阳像一个球体，电子也像球体...所以可以近似或抽象为球体，但还是有南北极的苹果。