可视化的四维空间！辛顿立方体：四维空间竟然是这个样子？

导读：在数学上，我们可以通过几何概念来对空间进行认知，比如我们可以通过几何图形来认知二维空间，可以通过几何体来认知三维空间！然而几何体已经是人类想象和认知的极限，那有没有可以辅助认知四维空间的几何体呢？

很多人会将四维空间和四维时空混淆在一起，事实上并非如此！以我们的宇宙为例，因为时间只有正流动方向，所以暂时可以简单认为宇宙是3.5维的时空，而时间属性与控件属性实际上是分离的，即使是拥有完整的时间轴，我们的宇宙也只是三维空间+一维时间，并不是四维空间！

四维空间

四维空间

实际上，四维空间远远没有我们想象中的复杂，首先我们可以从数学意义上简单剖析一下维度空间的定义：

经过空间上的任意一点，可以形成两条相互垂直的直线，这样的空间是二维空间经过空间上的任意一点，可以形成三条相互垂直的直线，这样的空间是三维空间经过空间上的任意一点，可以形成四条相互垂直的直线，这样的空间是四维空间这里存在一个问题，按照这样的定义，二维空间就是几何上的平面，三维空间就是立体。那四维空间是什么呢？

就我们所接触的现实而言，呈现在人类眼前的毫无疑问是三维空间，也就是说，从某种意义上来讲，我们的宇宙是一个三维空间！作为三维空间中诞生的生命，我们能否认知超出世界维度的四维空间呢？辛顿立方体给了我们答案！

辛顿立方体

辛顿立方体

人类拥有非常强的探索欲望，尤其是未知的科学领域，令许多科学家着迷！

1854年，黎曼的那一场著名的哥廷根大学就职演讲，开启了高维空间的概念，为许多科学家打开了一扇大门，黎曼几何也取代了欧几里得几何的地位，风靡一时！随后，四维空间的思想几乎成为了时代的代言，引起了社会各界的关注。

黎曼

1909年，《科学美国人》举办的一场名为“给四维做出正确且通俗的解释”大赛，让一个人的名字铭记在了历史中，这个人就是数学家查尔斯·霍华德·辛顿，一个被人认为是“第一个看到四维空间的人”，辛顿对四维空间的可视化做出了巨大的贡献！

辛顿以“线组成面，面组成体，体组成超体”的思路，发明了一种新的立方体。这种立方体的每一个面都相当于一个三维立方体，由于不同于三维空间中的立方体，所以辛顿将其命名为超立方体，也被称为辛顿立方体。

超立方体

从本质上来讲，辛顿立方体可以认为是四维空间的立方体分解之后，在三维空间上的投影！

多维空间+多维时间，宇宙也许更加复杂

有位科学家说过，形式上的完美意味着理论上的正确！虽然有些片面，但却存在一定道理。

事实上，数学上诞生过许多现实中无法存在的几何结构，比如我们所熟知的克莱因瓶，然而我们却无法忽视一个更加本质的问题，这些几何结构究竟有什么用？

克莱因瓶

诚然，辛顿立方体为我们论述了一种四维空间物体的可能结构，但归根结底，这对于我们认知宇宙会产生什么样的影响呢？

其实，辛顿立方体远比我们想象的要重要！

以目前人类的认知而言，宇宙是一个三维空间+0.5维的时间，但无论是空间维度还是时间维度，宇宙可能并非我们所认知的那样。

随着空间维度的增加，组成高维空间所需要的低维空间就越复杂，如同辛顿立方体的每一个面都是一个三维空间一样，如果我们所观测到的宇宙也只是一个三维空间的面，那整个宇宙的空间维度也许比我们想象的要高！

高维宇宙

不仅如此，既然空间可以分为不同维度，那对于时间而言，是否也存在着不同的维度？对于宇宙而言，时间维度是否与空间维度相同？

毫无疑问，无论是从空间还是时间的属性上来看，高维都是由低维所组成的！所以说，有没有可能我们的宇宙是一个多维空间+多维时间的复合体，而我们所存在的世界只是一个低维的组成部分！

所以说，辛顿立方体也许为我们打开了一扇大门，既然人类能够认知到四维空间，是否就从某种意义上说明，我们生活的宇宙至少存在四维空间！