综述

如果没有了解过高维空间相关的知识，很容易对四维这样的词汇形成错误的看法。比如有人为了从认知上理解这个概念，把时间作为一个维度加入到已有的三维空间当中，从而得到所谓的四维空间。

但这是一种错误的理解，不管是哪个方向的量，对高维空间的定义仍然要基于空间本身，要理解四维空间，我们可以先来认识一种高维晶体，也就是时间晶体。

时间晶体

时间晶体，乍一听很像某个科幻电影当中主角用来穿越时空的设备，但它其实是一个空间概念，最早是在2012年由物理学家韦尔切克提出来的。之所以需要这个概念，是为了构建一个开放的系统，能够用来描述高维空间。那么时间晶体是什么样的呢？

我们平时听说的晶体都是一些经典的三维结构，之所以用晶体这个名字，主要是为了在物质排列方式上与其他的物体区分开来。

相比于一般的物质，晶体内部的原子排列是非常规律的，或者说呈现一个有周期性的排列，如果你把一块晶体放在光源下面仔细看的话，就很容易看清楚，它的结构在肉眼看来非常规则、对称，有一定的美感。

而时间晶体也具有类似的特质，不过从名字上我们也能看出那个重要的关键词，也就是时间。如果说一般晶体物质是在空间上的规律排列的结果，那么时间晶体就是物质在时间上规律地进行周期性变化的结果，但是这并不意味它在时间平移的过程也会遵循对称性一类的原则。

事实上，时间晶体更多地是在空间中进行非平移的运动，直观地说，时间晶体中的物质粒子并不是固定存在于一个地方的，它们会以一定的规律交替存在于不同的空间。而这种交替行为本身会形成一种能量变动的场域，如此便形成了一个额外的物质维度，这也就是时间晶体定义高维度空间的方式。

当然，这个高维度空间会因为时间晶体本身的活动而出现相应的变化，但是基本上会保持在一个稳定的区间里。就好比很多个同时运转的时钟，虽然各个位置上的秒针活动看上去纷繁复杂，但每一个特定的时间点都能找到特定的组合形态，这种形态的本质就是能量变动的结构。

轮回运动

当然，这些都是理论上建构出来的模型，要想证明其真实性，还需要更多的实证研究，2106年，一个研究团队找到了新的论据，在他们的实验中，一个重要的性质被发现。原来时间晶体内部的物质粒子的活动规律真的是连续不断，循环往复的，用一个直观的词语来描述就是，时间晶体中的能量变动是一种轮回模式。

这个实验放弃了以往经常被采用的冷凝体玻色子，而是把一种名叫坡莫合金的材料作为检验能量活动的基底，把这种材料连接到天线上，就连通了电流。这样一来，电流的行为就能表现在这种材料内部物质的变化上，具体来说会在振荡作用中形成一个特别的磁场，可以非常直接地看到磁振活动。这次改良版的实验确实给研究团队带来了重大发现，在成像的系统中，我们可以清晰地看出，磁振活动呈现出周期性的规律变化，在一轮变化结束之后会立刻开始新的一轮，并且与此前完全一致。这种不断重复的特征给了科学界很大的启发，在这个实验的基础上，他们希望找到一种更加直观的观测方式，希望能够证明其客观实在性。

德国的普朗克研究所发布声明，称已经在时间晶体中找到了这一特征，也就是说，时间晶体中的原子确实是在以轮回的方式在进行活动，结合时间晶体的理论模型，似乎高维度空间存在的真相也即将浮出水面。那么这是不是就意味着人类已经找到四维空间了呢？

时间晶体确实是衡量四维空间的一个重要特征，这个理论能够在实际观测中找到案例，至少说明整个系统是可以继续推进，深入研究的，不过距离人类发现四维空间还有一段距离。这就好比我们无法回到过去，只能获得一些过去事物的遗迹一样，即便四维空间就在我们的身边，我们也很难从三维存在出发去实现把握，但未来的技术发展会走到哪一步，谁也不知道，四维空间对我们而言意味着什么，也依然是未知。

结语

无论如何，时间晶体作为一个理论系统已经在实证领域取得了重大的突破，随着更多的研究得到推进，相信还会获得更多有益的成果，即便最后无法进入四维空间，对于人类科学的进步也是意义重大的。

来源：科技眼