三維空間，也稱為三次元、3D，日常生活中可指由長、寬、高三個維度所構成的空間。而且日常生活中使用的“三維空間” 一詞，常常是指三維的歐幾里得空間。 長、寬、高便構成“三維空間”。三維即前後—上下—左右。三維的東西能夠容納二維。三維空間的長、寬、高三條軸是說明在三維空間中的物體相對原點O的距離關係。 三維空間(也稱為三次元、3D)，日常生活中可指由長、寬、高三個維度所構成的空間。而且日常生活中使用的“三維空間”一詞，常常是指三維的歐幾里得空間。在歷史上很長的一段時期中，三維空間被認為是我們生存的空間的數學模型。當時的物理學家認為空間是平坦的。二十世紀以來，非歐幾何的發現使得實際空間的性質有了其它的可能性。而相對論的誕生以及相應的數學描述：閔可夫斯基時空將時間和空間整體地作為四維的連續統一體進行看待。弦理論問世以後，用三維空間來描述現實中的宇宙已經不再足夠，而需要用到更高維的數學模型，例如十維的空間。四維空間是一個時空的概念。簡單來說，任何具有四維的空間都可以被稱為“四維空間”。不過，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。在數學上有各種多維空間，但目前為止，我們認識的物理世界只是四維，即三維空間加一維時間。現代微觀物理學提到的高維空間是另一層意思，只有數學意義。 四維時空是構成真實世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至於高維真實空間，至少現在我們還無法感知。我在一個帖子上說過一個例子，一把尺子在三維空間裡（不含時間）轉動，其長度不變，但旋轉它時，它的各座標值均發生了變化，且座標之間是有聯絡的。四維時空的意義就是時間是第四維座標，它與空間座標是有聯絡的，也就是說時空是統一的，不可分割的整體，它們是一種“此消彼長”的關係。 四維時空不僅限於此，由質能關係知，質量和能量實際是一回事，質量（或能量）並不是獨立的，而是與運動狀態相關的，比如速度越大，質量越大。在四維時空裡，質量（或能量）實際是四維動量的第四維分量，動量是描述物質運動的量，因此質量與運動狀態有關就是理所當然的了。在四維時空裡，動量和能量實現了統一，稱為能量動量四矢。另外在四維時空裡還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場方程組的四維形式更加完美，完全統一了電和磁，電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多，這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學要完美的多。至少由它的完美性，我們不能對它妄加懷疑。 在狹義相對論中，時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空，能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯絡。在今後論及廣義相對論時我們還會看到，時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯絡。
三維空間，也稱為三次元、3D，日常生活中可指由長、寬、高三個維度所構成的空間。而且日常生活中使用的“三維空間” 一詞，常常是指三維的歐幾里得空間。 長、寬、高便構成“三維空間”。三維即前後—上下—左右。三維的東西能夠容納二維。三維空間的長、寬、高三條軸是說明在三維空間中的物體相對原點O的距離關係。 三維空間(也稱為三次元、3D)，日常生活中可指由長、寬、高三個維度所構成的空間。而且日常生活中使用的“三維空間”一詞，常常是指三維的歐幾里得空間。在歷史上很長的一段時期中，三維空間被認為是我們生存的空間的數學模型。當時的物理學家認為空間是平坦的。二十世紀以來，非歐幾何的發現使得實際空間的性質有了其它的可能性。而相對論的誕生以及相應的數學描述：閔可夫斯基時空將時間和空間整體地作為四維的連續統一體進行看待。弦理論問世以後，用三維空間來描述現實中的宇宙已經不再足夠，而需要用到更高維的數學模型，例如十維的空間。四維空間是一個時空的概念。簡單來說，任何具有四維的空間都可以被稱為“四維空間”。不過，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。在數學上有各種多維空間，但目前為止，我們認識的物理世界只是四維，即三維空間加一維時間。現代微觀物理學提到的高維空間是另一層意思，只有數學意義。 四維時空是構成真實世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至於高維真實空間，至少現在我們還無法感知。我在一個帖子上說過一個例子，一把尺子在三維空間裡（不含時間）轉動，其長度不變，但旋轉它時，它的各座標值均發生了變化，且座標之間是有聯絡的。四維時空的意義就是時間是第四維座標，它與空間座標是有聯絡的，也就是說時空是統一的，不可分割的整體，它們是一種“此消彼長”的關係。 四維時空不僅限於此，由質能關係知，質量和能量實際是一回事，質量（或能量）並不是獨立的，而是與運動狀態相關的，比如速度越大，質量越大。在四維時空裡，質量（或能量）實際是四維動量的第四維分量，動量是描述物質運動的量，因此質量與運動狀態有關就是理所當然的了。在四維時空裡，動量和能量實現了統一，稱為能量動量四矢。另外在四維時空裡還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場方程組的四維形式更加完美，完全統一了電和磁，電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多，這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學要完美的多。至少由它的完美性，我們不能對它妄加懷疑。 在狹義相對論中，時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空，能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯絡。在今後論及廣義相對論時我們還會看到，時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯絡。