四維空間不同於三維空間，四維空間指的是標準歐幾裏得空間，可以拓展到n維；四維時空指的是閔可夫斯基空間概念的壹種誤解。人類作為三維物體可以理解四維時空（三個空間維度和壹個時間維度）但無法認識以及存在於四維空間，因為人類屬於第三個空間維度生物。通常所說時間是第四維即四維時空下的時間維度。四維空間的第四維指與x，y，z同壹性質的空間維度。然而四維時空並不是標準歐幾裏得空間，時間的本質是描述運動的快慢。
通過壹維、二維、三維空間的演變，人們提出了關於四維空間的壹些猜想。盡管這些猜想現在並不能證明是正確的，但科學理論有很多是由猜想開始的。現今科學理論壹般是基於現象總結規律，而關於四維空間的現象沒有足夠準確清晰的認識，或者看到了這種現象卻並沒有想到是四維空間引起的。
可以定義可以度量的都可以有維度。比如時間、溫度。點、線、面、時間、溫度，構成五維空間也能說的通。
當然也可以定義點線面的拓撲空間為第四維、第五維、第六維以至第N維。這在數學公式推理推導中很容易實現，但現實很難對應和想像。
基本介紹 中文名 ：四維空間 外文名 ：four-dimensional space 別稱 ：四度空間 表達式 ：ax+by+cz+du+e=0 套用學科 ：數學，物理學 適用領域範圍 ：量子、宇宙學 定義,概念,四維研究,發展歷程,研究,軸對稱性, 定義 在物理學中描述物質變化時所需的參數，這個參數就叫做維。幾個參數就是幾個維。比如描述“門”的位置就只需要角度，所以是壹維的而不是二維。 簡單地說：零維是點，沒有長度、寬度及高度。壹維是由無數的點組成的壹條線，只有長度，沒有其中的寬度、高度。二維是由無數的線組成的面，有長度、寬度沒有高度。三維是由無數的面組成的體，有長度、寬度、高度。 因為人的眼睛只能看到二維，二維生物看對方只有壹條線。人的雙眼看到的是兩個二維投影，經過大腦處理形成壹個整體的視覺。 壹個簡單的說法：N維就是兩個以上的N-1維物體垂直所形成的空間。 1維的線，由1-1=0維的點均分；2維的面，由2-1=1維的線相互垂直均分；3維的空間，由3-1-2維的平面相互垂直均分。 因為，人類只能理解3維，所以後面的維度可以通過數學理論構建，但要仔細理解就很難。在量子力學，仍在建立的弦理論，認為世界是11維的。（十維空間+壹維時間） 首先，錯誤的說法是把”四維空間定義為三維空間+時間軸”，而”三維空間+時間維”是另壹種說法。前者也並非是什麽四維時空，而且本身四維時空是個偽概念。很簡單“時間只是因為粒子運動、宇宙膨脹而出現的概念，為什麽它就能成為第四維”另外，時空和四維空間的概念是有區別的
將四維空間定義為三維空間+時間軸的說法是對於閔可夫斯基空間（ Minkowski space）這個概念的誤解，而為什麽這個誤解這麽廣泛呢？很簡單，無數科幻小說甚至於科普讀物刻意去硬生生地套用了這麽壹個東西，造成廣泛的讀者影響。其中這個裏面涉及到了壹組四維矢量場，也就是： 四維矢量依據它們（閔可夫斯基）內積的正負號來區分。可分類如下： 是 類時 ( timelike )， 是 類空 ( spacelike )， 是 零 ( null )或稱 類光 ( lightlike )， 然而， 關於零矢量壹個有用的結果：“若兩個零矢量、正交（即：零內積值），則它們必定是呈比例關系（為常數）。”
以上的零基底部的時間方向選定，以及類時向量的概念，讓很多人誤以為“空間和時間組成了另壹個空間”，而實際上上面只是描述了時間和空間的協同作用罷了。這便是前面那個說法的來源。
而實際上時間維是壹種替代說法，並不是說第四個維度是時間，和前面那種說法並非壹回事，第四維在主流的說法中具有連續性，著名的數學模型克萊因瓶，第四維穿過三維這個本質多面體，但四維空間的本質還是空間。而為什麽這壹維會定義為時間維度呢，是因為某壹派觀點認為廣延的“時間”具有空間性，故而出現的壹種替代說法，妳要將它叫什麽其實都可以，它是壹個統壹，確定的定義概念下產生的依據不同學派自主概念的命名法。
有些同學有點糾結於“時空”這個說法，我先說，沒有四維時空這種說法還有另壹個理由，也就是時空在近代物理學中的概念本來就是四維的，所以不會冒出五維時空，也不存在時空前面特別說明為四維。近代物理學某壹派認為，時間空間相互且可變，且其變數互相存於其中，而他們在特定條件下所對應的這壹個廣域叫做時空（最早的人確實將時空等同於空間加時間軸，現在更多在避開這種本初定義），時空可能受到物質和能量的影響發生扭曲或者凹陷，且其最小單位是普朗克時間和普朗克長度。這是這個概念的由來，但是很多人把時空和四維空間混用，這兩者有相關性，但不能混用。 從廣義上講：維度是事物“有聯系”的抽象概念的數量，“有聯系”的抽象概念指的是由兩個抽象概念聯系而成的抽象概念，如面積。所以四維就是四個有聯系的抽象概念組成的，第四個抽象概念是 實時間， 第四聯系值為速度。 高維度時空和高維度空間是不同的。舉例來說，在三維空間中只有壹個時間維度，但它是壹個偽維度，即它的單位和其他三個維度不同。四維空間的第四維仍然和三維空間的維度具有相同性質，時間仍是偽維度。因此，不可把時空和空間混為壹談。 概念 從廣義上講：維度是事物“有聯系”的抽象概念的數量，“有聯系”的抽象概念指的是由兩個抽象概念聯系而成的抽象概念，如面積。[1]所以四維就是四個有聯系的抽象概念組成的，第四個抽象概念是實時間，第四聯系值為速度。 四維研究 摘要 幾何不壹定是真實現象的描述，幾何空間和自然空間並不能完全等同看待，純概念的研究幾何的發展是數學界的壹個裏程碑。從零維空間到三維空間，尤其是從三維空間到四維空間的發展更是幾何學的的壹次革命。 關鍵字 零維；壹維；二維；三維；四維；n維；幾何元素；點；直線；平面。 發展歷程 n維空間概念，在18世紀隨著分析力學的發展而有所前進。在達朗貝爾.歐拉和拉格朗日的著作中無關緊要的出現第四維的概念，達朗貝爾在《百科全書》關於維數的條目中提議把時間想像為第四維。在19世紀高於三維的幾何學還是被拒絕的。麥比烏斯（karl august mobius 1790-1868）在其《重心的計算》中指出，在三維空間中兩個互為鏡像的圖形是不能重疊的，而在四維空間中卻能疊合起來。但後來他又說：這樣的四維空間難於想像，所以疊合是不可能的。這種情況的出現是由於人們把幾何空間與自然空間完全等同看待的結果。以至直到1860年，庫摩爾（ernst eduard kummer 1810-1893）還嘲笑四維幾何學。但是，隨著數學家逐漸引進壹些沒有或很少有直接物理意義的概念，例如虛數，數學家們才學會了擺脫“數學是真實現象的描述”的觀念，逐漸走上純觀念的研究方式。虛數曾經是很令人費解的，因為它在自然界中沒有實在性。把虛數作為直線上的壹個定向距離，把復數當作平面上的壹個點或向量，這種解釋為後來的四元數，非歐幾裏得幾何學，幾何學中的復元素，n維幾何學以及各種稀奇古怪的函式，超限數等的引進開了先河，擺脫直接為物理學服務這壹觀念迎來了n維幾何學。 1844年格拉斯曼在四元數的啟發下，作了更大的推廣，發表《線性擴張》，1862年又將其修訂為《擴張論》。他第壹次涉及壹般的n維幾何的概念，他在1848年的壹篇文章中說： 我的擴張的演算建立了空間理論的抽象基礎，即它脫離了壹切空間的直觀，成為壹個純粹的數學的科學，只是在對（物理）空間作特殊套用時才構成幾何學。 然而擴張演算中的定理並不單單是把幾何結果翻譯成抽象的語言，它們有非常壹般的重要性，因為普通幾何受（物理）空間的限制。格拉斯曼強調，幾何學可以物理套用發展純智力的研究。幾何學從此開始割斷了與物理學的聯系而獨自向前發展。 經過眾多的學者的研究，遂於1850年以後，n維幾何學逐漸被數學界接受。 研究 四維空間的概念也可以通過解析幾何的手段來研究。在那裏我們可以利用代數方程來表示幾何概念。為了利用這個手段進行觀察以導致對四維空間的理解，我們來研究三維空間體系中的三個幾何元素——點、直線和平面的方程。利用笛卡爾系統表示，我們可以寫出： 點的方程：ax + b = 0 （坐標系：直線上的壹個點）。 直線的方程：ax + by + c = 0 （坐標系：平面上的兩條正交直線）。 平面的方程：ax + by + cz + d = 0 (坐標系：三維空間的三個互相垂直的平面)。 從上面的研究我們可以看出： 所表示的每壹個幾何元素（或空間）的方程中的變數數目，等於這個空間的維數加1。 坐標系中的幾何元素與被表示的幾何空間的幾何元素的維數相同。 在這個坐標系中，幾何元素的數目等於被表示的空間的維數加1。在坐標系中，幾何元素的這個數目是最低要求。 用來表示幾何元素的坐標系，位於比它所含有的幾何元素高壹維的空間裏。 根據上述觀察，我們可以寫出三維空間的下述方程。應當註意：這個方程有四個變數（x、y、z、u）。 ax + by + cz + du + e = 0 根據這公式我們可以斷定： 1. 這個坐標系的幾何元素有三維，即它們是三維空間。 2. 在這個坐標系中有四個三維空間。 3. 這個坐標系位於壹個四維空間裏。 我們對於四維空間乃至更高空間的研究，不是通過實驗總結的方式，在現實中我們很難發現並推導出它們的壹般規律，對於這些問題，我們可以采取壹種新的研究方式。即：純概念的研究。通過這種方式，我們可以容易的推導出這些很重要但在現實中不易想像的新內容。 如果壹個三維空間的東西，當他的密度為負值時，是否會變成四維空間的事物呢？ 軸對稱性 對於四維空間，人們普遍認為空間有軸對稱性，或是中心對稱。譬如，倘若壹個三維空間的人進入四維空間，並且按照適當的方式“旋轉”壹下再回到三維空間，那麽他會被‘軸對稱’壹下（這在三維空間中當然是不可能實現的，除非運用三維版本的麥比烏斯帶）。當然，由於沒有人進入四維空間，所以這只是壹個從二維空間類比而得的假設，無法進行驗證。但是關於時間軸的觀點以及時空錯亂瞬間的現象與這是相符的。 從二維空間的壹個圖形是不能在二維空間進行對稱的，但進入三維空間，就可以通過進行翻轉回到二維空間時，就可以實現對稱，因為在二維空間是不能進行翻轉的，只能旋轉或平移。因此我們可以推測三維物體進入了四維空間，再回到三維空間可能物體會被“軸對稱”壹下。