曾經有一本科幻小說叫《銀河系探索》。據說地球人在銀河系中發現了一顆可能有智能生物的行星，所以他派了一艘宇宙飛船去探索。然而，儘管那個星球上的文明比地球上的文明更先進，它卻被一些具有先進思想和勤勞四肢的超智者所統治，他們奴役著當地的普通人。在那裡，地球人也接觸到了來自這個高科技超級行星的「全銀河系人」。在他們的幫助下，地球人經歷了所有的困難，最終推翻了超智能的人的統治與當地的普通人。這顆行星距離地球數萬光年，也就是說，以光速返回地球需要數萬年。但是由於整個星系的人類已經掌握了「改變時空結構」的技術，在瞬間穿越了數萬光年的空間。
「改變時間和空間的結構」是一種奇妙而又吸引人的方式，可以讓物體遠離地平線，靠近手邊。難怪在許多關於航天的科幻小說中，我們經常可以看到「超空間」、「隱藏空間」和「特殊空間」這樣的術語。有人將這部小說中的「隱空間」和「特殊空間」解讀為人類一直在追求的四維空間。許多奇妙的現象將隨著第四維度的出現而出現。
眾所周知，我們生活在三維空間中。它有三個維度，或者三個獨立的度量:長度、寬度和高度。為什麼實空間不是四維空間或二維空間?如果有一個四維空間會怎樣?
一維空間和二維空間
讓我們先想像一下一維人的存在。它們就像點一樣，生活在一維空間中，也就是說，生活在一條線上，世界只有一個尺度——長度，只有兩個方向——向前或向後。因此，它可以是一條直線，也可以是一條曲線。
一維空間實際上存在於二維空間中，但是一維的人看不到二維空間，也不知道二維空間中會發生什麼。即使這一維空間螺旋線,兩個相鄰的圈是非常接近,對於二維的人來說,在螺旋行從a點到B點,只要沿著虛線,但維人不能跨越的差距在二維空間中沿著虛線,他們只能沿螺旋線遵守規則。
讓我們想像二維空間中的二維人，他們可以在二維空間中移動。這個二維世界有長度和寬度，但沒有高度。二維的人雖然能猜出三維空間的存在，但由於不能跨雷區半步，對三維空間一無所知。也許有人會說他們可以用手刺穿二維平面，這樣他們就可以看到三維空間的情況?事實上，即使平面被戳進一個洞裡，二維的人也只能觀察到手指接觸平面的二維區域。他們甚至不知道這是從二維空間到三維空間的「入口」。他們無法理解第三維度，高度。
如果二維空間中有兩個點A和B，它們相距50千米。現在有一個二維的人以每天1米的速度從a點爬到B點。然後他必須攀登100多年。但是如果平面是彎曲的，在三維的人看來，他們的距離只有一米，只要二維的人能進入三維空間，他就能日夜到達他的目的地!不幸的是，二維的人做不到這一點，因為這1米是在三維的高度，二維的人不知道什麼是高度，也不能從平面中分離出來。
三維空間和四維空間
類似於一維和二維的情況，我們生活的三維空間可能包含在更廣闊的四維空間中。但是我們立體的人並不了解四維空間的居民，尤其是他們的生活習慣和運動規律。三維空間的三個基本測度可以用三個相互垂直的坐標軸表示。但是，如果加上第四個坐標軸，我們就不可能使它垂直於前三個坐標軸。
同樣地，如果三維空間中有兩個非常遠的點A和B，四維的人認為他們彼此很近，只要他們在四維上移動。但因為三維的人不知道如何進入四維空間，他們不得不走很長的距離。
為了穿越科幻小說中的四維空間，前提是三維空間是一個彎曲的空間，而不是一個平坦的空間。這一點現在很清楚。以前，人們認為空間是一個空盒子。它又長又寬又高。物體在盒子裡移動。20世紀初，愛因斯坦提出了相對論，即空間和時間不再獨立於物質而存在。「沒有物質，盒子就不復存在。」物質存在的空間不再是歐幾裡得平坦空間，而是彎曲空間。物質的密度越大，它周圍的空間就越彎曲。但在極端情況下，空間彎曲得如此之近，以至於中心物質發出的光沿著閉合曲線傳播而不發出。因此，外部觀察者無法看到中心物質發出的光。在物質密度通常很小的空間中，光以直線傳播。
如果有一個四維空間，因為我們的三維空間是彎曲的，它似乎提供了超越空間的可能性。然而，彎曲三維空間的存在並不是四維空間存在的直接證據。那麼，我們如何判斷是否存在一個四維空間呢?
如果有一個四維空間
如果存在一個四維空間，就會出現一些奇怪的現象。為了便於理解，我們先舉一個二維空間的例子。對於一個二維的人來說，雖然他無法走出二維空間，但畢竟還有一個外部的三維空間。原則上，一些現象可以從三維空間的入口流向二維空間，這樣二維的人就可以看到二維世界中通常看不到的現象。假設飛機上有一個時鐘。上面的阿拉伯數字是順時針排列的。無論我們如何在平面上移動或旋轉它，它都不能逆時針排列。如果我們把它從平面上拿出來，在三維空間中翻轉，把它放到平面上，鐘錶表面上的數字序列就會突然變成逆時針。從這個現象，二維的人可以得出結論，有一個三維空間。
三維人可以通過以下現象來判斷四維空間的存在。例如，無論我們如何移動或轉動左手手套，它都不能變成右手手套(而不是由內而外轉動)。但是，如果有一個四維空間，把左手的手套拿到四維空間翻轉，再回到三維空間，那麼它就可以變成右手的手套。根據這個現象，我們可以得出結論，存在一個四維空間，因為這個手套已經到了四維空間。
不幸的是，到目前為止，我們還沒有發現任何必須用四維空間的存在來解釋的現象。也許自然界根本就沒有四維空間。
雖然四維空間為我們提供了瞬間跨越巨大距離的可能性，但它也有非常致命的缺點。實際上，隨著尺寸的增大，運動的穩定性降低。大量研究證明，在二維空間中，通常沒有擾動會破壞物體在閉合軌道上運動的平衡，使其飛向無窮大。
在三維空間中，擾動較小，沿閉合軌道運動的物體不會偏離軌道。在四維空間中，情況就大不相同了，所有的圓形軌道都是不穩定的。在這個空間中，行星不能沿著閉合的曲線圍繞太陽運行，要麼落到太陽上，要麼飛向無窮。
根據量子力學的運動方程，也可以證明氫原子在三維空間以外不再作為穩定結構存在，繞原子核旋轉的電子必然落到原子核上。
空間維數的增加除了改變運動的物理性質外，還改變了空間的純幾何性質。如果將球體展開成平面圖，圖形將發生變化，但經緯度之間的角度將保持不變，始終為90。這是幾何中的保角變換。數學家們已經證明，任何連續的平面圖形都可以正形變換成一個圓，但並不是所有的三維物體都可以正形變換成一個球體。這表明三維空間的保角變換遠沒有二維空間的保角變換廣泛和容易。添加坐標軸限制了空間的幾何屬性。
現實的完美空間
為什麼我們的真實空間既不是二維的也不是四維的，而是三維的?也許問題的關鍵在於二維空間太自由了，而四維空間太框架化了，我們的三維空間剛剛好。古希臘學者亞里斯多德認為，客觀世界應該是和諧完美的，只有三維世界才是最完美的。
誠然，哲學家的思維不能取代科學研究。伽利略考慮了這個問題，指出我們的世界只能存在於三個垂直的坐標軸上，但他沒有進一步解釋為什麼不能存在四個。數學家萊布尼茨試圖用純幾何來證明這一點，但失敗了。用現有的物理理論是不可能說清楚的，因為它們都是基於三維空間的。這個問題只能在新物理理論的更廣泛框架內解決。
有人說相對論不是四維空間?事實上，這兩種四維空間是完全不同的。在相對論中，四維空間除了三個空間坐標軸外還有一個時間坐標軸，這說明事件不僅發生在空間中，而且必然發生在時間中。這是一個四維時空，不是上面討論的四維空間。
在目前的科學理論框架下，似乎不可能實現穿越廣闊空間的瞬時通道。即使在科幻小說中，這也只是一個願望。我們還遠遠沒有達到進入四維空間的門檻。或者說，根本就沒有四維空間。