四維的意思是時間可以往返吧，那自然時間就不是恆定的了。

這都是主流科學界未實證的說法，也沒有統一答案。

在四維空間中，時間是相對的而不是絕對的是什麼意思?可以舉例嗎?

●人們日常生活所提及的“四維空間”，大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的“四維時空”概念。根據愛因斯坦的概念，我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係，是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又多了一條時間軸，而這條時間的軸是一條虛數值的軸。這些理論都是科學家們研究宇宙用的。高深莫測，人們只是瞭解一下它的皮毛而已即可。簡單理解四維空間就是它有16個點，32條線和34個面。

●20 世紀初的 1905 年被稱為“愛因斯坦的奇蹟年”，他在這一年建立了狹義相對論，之後過了十年又建立了 廣義相對論。狹義相對論和廣義相對論的區別是什麼?

●人們在談時間的時候提到了光速。光速是永恆不變的，也就是說，無論你以多快的速度來追光，你都永遠不可能追上光，無論你坐在火車裡還是坐在宇宙飛船裡，你看見到的光速都是一樣的。這是狹義相對論建立的前提。 說到這裡我們也瞭解到了為什麼說當一個鐘在運放的時候時間會變短，而將一個鐘放在宇宙黑洞邊緣的時候時間會變慢，前提是狹義相對論的效應，後者是廣義相對論的效應。

●也就是說，按照愛因斯坦的狹義相對論，宇宙空間並不存在黑洞。黑洞存在的前提是需要有萬有引力，因為萬有引力的存在，質量會改變時間和空間。而在狹義相對論中，雖然時間和速度有關，空間也和速度有關，但是時間和空間本身與物質本身無關。有了黑洞之後，時間會變慢，也就是說，在廣義相對論中，時間的流逝在不同的地點是不一樣的。而在狹義相對論中，所有空間上的時間流逝速度都是相同的，而時間的變化只是在不同的參照系裡面。比如說，當你在地球上靜止的時候或者是你坐宇宙飛船的時候，時間才會發生變化，而不是說，在不同的空間地點，時間會不一樣。這就是狹義相對論和廣義相對論的區別。

●人類作為三維空間生物，無法理解四維空間意思，或者更多維度空間事情。宇宙中的如何物體都可以用三個數字來描述:長度、寬度和高度。如果再加上時間，那麼4個數字就可以描述宇宙中的任何事件。於是，科學家、數學家們又琢磨出來弦理論→ 弦理論認為宇宙最初是十維的，但由6個維度捲曲起來讓我們產生了錯覺，認為這個儘管弦理論的這個特徵聽起來很奇妙，但是我們更高的維度。但是更高維度如何幫助弦理論統一相對論和量子力學呢？

●如果你嘗試將引力、核力和電磁力統一到一個理論中，你就會發現在四維空間沒有足夠的空間來完成這個任務。它們就像拼圖片中無法放在一起的碎片，但是一旦你開始增加，有了越來越多的維度，就會找到足夠的空間來拼裝這些較低階的理論，就像把拼圖拼成一個整體一樣。

科學總是發展的，後來又出現霍金輻射來使天文學家研究宇宙黑洞。

知足常樂於上海2019.12.7日

零點,一維線,二維面,三維立體,四維時空.時間在零點,一維和二維是不存在的,因為時間是文明創造的（在文明未出現之前,宇宙只有‘時’,而沒有‘間’,時間是文明出現後為了計算‘時’的幾何而在後面加了‘間隔’,才有了‘時間’,請記住宇宙中只有‘時’.）,點,線,面的世界不會出現文明,三維空間的時間是相對的（例如速度越快,時間越慢,三維空間的物體時間是相對獨立的,物體都有自己的時間線）,而四維時空時間是絕對的（任何情況下物體的時間都會是統一的）,但有一個共同點,時間不會倒流.

四維空間並不是相對論中所說的時空，單純的四維空間是一個純數學概念。

我們所說的時空是三維空間加上一個時間軸，這個時間軸的計量單位和另外的三個軸是不一樣的。

在三維時空之上是四維時空，四維空間加上時間軸，這個四維時空中除了三維加上時間軸之外還有一個另外的緯度，並且這個緯度和另外的三個緯度是統一的計量單位，所以空間和時空是兩個概念。

四維空間的概念是為了完成物理學中的“大統一”，也就是統一場論而提出，是M理論的一部分（在這一理論中，空間高達十一維，並且該理論也能解釋宇宙最初的大爆炸為什麼能產生），科學家們提出了這一理論後，就等著大型強子對撞機能撞出證據來，結果撞了十幾年也沒撞出證據。

說到時間是相對的，這個概念最初是透過理論推匯出來的。

愛因斯坦提出的狹義相對論中，假定了一個常數，這個常數就是光速。也就是說，在任何參考系中，光速不變。至於為什麼不變，這位物理大能沒有解釋，但肯定不是懵的，後來的各種理論和測試也證明了光速確實不變。

既然光速確定不能變，那麼能改變的就只能是時間和空間了，在狹義相對論中，得出了物體運動速度越快，其經歷的時間越慢這個結論。不過因為我們無法達到這種理論中的高速，所以這個還沒有測試證據。

後來的廣義相對論中，愛因斯坦又引入了引力的概念。引力是因為大質量物體造成了時空畸變，而畸變的時空產生了引力場。時空曲率越大，則時間流逝速率也越慢。

廣義相對論中的這個可以時空曲率改變時間流速的概念，在科幻電影《星際穿越》中有體現，靠近黑洞的星球因為時空曲率的原因，時間流速變慢，所以主角們在該星球上待了三個小時，外面已經過去了23年。

“引力時間膨脹”效應，科學家們已經做過類似的測量，1976年，研究人員向太空中發射了一個原子鐘，高度約為6,200英里（10,000公里），然後將它的滴答聲與地球上同樣儀器的滴答聲作比較。對比結果是誤差了0.007%，這一測試結果證實了廣義相對論中關於時間是相對的預測。

時間是相對的而不是絕對的，這句話是狹義相對論裡的一個重要思想，總結就是“同時的相對性”，簡單說就是：在不同地點發生的兩件事，在一個慣性系中是同時的，但在另一個慣性系中就不是同時的。

可以這麼認為：如果你在月球上，你看到的同時發生的事件在我的眼裡就不是同時的。

舉個例子，看下圖：

一輛高鐵勻速行駛，在某個時刻高鐵的車頭和車位被閃電擊中，地面上的人（假設是我，在地面上的P點，P位於中間）會看到高鐵的車頭和車位同時被閃電擊中，也就是說，在我的參照系（地球參照系）車頭和車位被閃電同時擊中這兩件事是同時發生的。

但按照愛因斯坦狹義相對論的“同時相對性”的詮釋，在高鐵參照系中，這兩件事並不是同時發生的。假設你乘坐高鐵位於高鐵的中間（P"點），當車頭車尾的閃光在向你傳播的過程中，由於高鐵也在向前行駛，你就會先看到車頭髮出的光，然後看到車尾發出的光，也就是說，你會先看到車頭被閃電擊中，然後看到車尾被閃電擊中。

同時的相對論本質上就是“光速不變原理”，光速不會隨著光源的運動和參照系的選擇而變化，它始終是光速，在任何參照系下觀察都是光速。

當時，時間是相對的還有另外一層意思，就是時間膨脹，速度越快時間就相對越慢。這點在我們日常生活中也經常遇到，比如說衛星導航系統，由於衛星的速度相對很快，上面的時間流逝速度就與地球上的時間不一樣（當然還有引力的影響），所以比如對衛星上的時鐘進行調整，否則導航系統將徹底失效！

這是愛因斯坦提出來的，自牛頓時代開始人們就普遍相信絕對時空觀，即使到今天為止這也是大部分人堅信的。但是在19世紀末科學家著手去證明以太的時候，做了一個實驗，被稱為“邁克爾遜-莫雷飾演”或者簡稱為“MM實驗”。但可惜的是這個實驗沒有證明以太的存在，恰恰相反證明了以太的不存在。

這在當時引起了很大的轟動，牛頓認為以太是光運動的介質，認為時空是絕對的。很多物理學家堅信是這個實驗出現了問題，只有愛因斯坦認為以太可能真的不存在，以此為基礎繼續探討下去提出了光速不變的原理，同時也提出了同時性的相對性，時間膨脹等等，這些理論統一整理了一下最後在1905年愛因斯坦26歲的時候提出了狹義相對論。

從此打破了絕對時空觀，時間是相對的並非是絕對的，最簡單的理解辦法那就是既然光速是不變的，那麼時間和空間就絕對不能恆定的，它們都是可以膨脹和收縮的，這也就是時間的膨脹效應和尺縮效應。實際上愛因斯坦提出了四維時空的概念，並非是四維空間的概念，他認為時間和空間是一個整體不可分割，時空都是相對的。

狹義相對論的時間膨脹效應指的是物體的運動速度影響了時間的流逝速度，運動速度越快自身的時間流逝速度越慢，無限接近於光速的時候時間無限接近於靜止，這就是說如果我們有機會乘坐無限接近於光速的飛船飛行100年，但是在地球上可能過去了一萬年或者十萬年，這就是滄海桑田。但是飛船中的人自己並不會有這樣的感覺，它依然會正常的工作和學習，只是我們看他每個動作都是放慢速度的。

而廣義相對論的時間膨脹效應是和引力大小有關或者說時空彎曲程度有關，當引力越大的地方時間流逝速度就越慢。例如在《星際穿越》中庫伯一行人來到繞超大質量恆星公轉的行星上待了三個小時，但是地球上已經過去了21年，甚至留守飛船的科學家已經白髮蒼蒼了，這就是相對論，這就是時間的相對性。

目前科學家認為在高維空間中無論是相對論還是量子力學都是適應的，四維空間比正常多出一個維度，相對論的時間相對性依然是存在的。但是目前關於高維空間只存在於數學中，算是一種猜想，目前也無法證明高維空間的存在。上個世紀提出的弦理論認為宇宙是26位時空的，隨著理論的發展超對稱的加入宇宙變成了10維時空的，而科學家繼續整合超弦理論提出了M理論認為宇宙是11維時空的。

當然這些目前都無法證明，但是有著嚴格的數學過程，M理論也被認為是統一相對論和量子力學的存在，未來值得期待一下。