什么是四次元空间？

【专家解说】：在日常生活中，我们会遇到各种各样的物质．根据它们的状态，可以分为三大类，即固体、液体和气体．例如钢铁是固体，水是液体，而氧气是气体．任何一种物质，在一定条件下都能在这三种状态之间转变．以水为例，在一个标准大气压下，当温度降到0℃以下时，水开始变成冰．而当温度升到100℃时，水就会沸腾而变成水蒸汽． 如果温度不断升高，气体又会怎样变化呢？科学家告诉我们，这时构成分子的原子发生分裂，形成为独立的原子，如氮分子（N2）会分裂成两个氮原子（N），我们称这种过程为气体分子的离解．如果再进一步升高温度，原子中的电子就会从原子中剥离出来，成为带正电荷的原子核（称为离子）和带负电荷的电子，这个过程称为原子的电离．当这种电离过程频繁发生，使电子和离子的浓度达到一定的数值时，物质的状态也就起了根本的变化，它的性质也变得与气体完全不同．为区别于固体、液体和气体这三种状态，我们称物质的这种状态为物质的第四态，又起名叫等离子体． 在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。 就在我们周围，也经常看到等离子态的物质。在日光灯和霓虹灯的灯管里，在眩目的白炽电弧里，都能找到它的踪迹。另外，在地球周围的电离层里，在美丽的极光、大气中的闪光放电和流星的尾巴里，也能找到奇妙的等离子态。 等离子体有什么用处呢？噢！它的用途非常广泛．从我们的日常生活到工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面，它都有非常重要的应用价值． 一个重要的研究是高温等离子体和受控热核聚变反应：如果用物质中最轻的元素，如氢的同位素氘，形成一个摄氏几千万度的高温等离子体，那么，这些原子核会发生核反应．结果会放出巨大的能量，科学家称它为热核聚变反应．氢弹就是这样一个爆炸性的热核聚变反应．但人类希望有一个慢慢放出能量并可以发电的热核聚变反应，建造一个“人造小太阳”，然而，这个目标至今尚未实现． 另一个重要应用是一些特殊的化学元素形成一个摄氏几万度的低温等离子体，这时，物质间会发生特殊的化学反应，因此可用来研制新的材料．如在钻头等工具上涂上一层薄薄的钛来提高工具的强度、制造太阳能电池、在飞机的表面上涂一层专门吸收雷达波的材料可躲避雷达的跟踪（即隐形飞机）……这些被称为等离子体薄膜技术． 另外，还可用等离子体脱掉烟尘中的硫、用等离子体照射种子来提高农作物的产量、研制大屏幕的等离子体电视机、研制等离子体火箭发动机到火星等遥远的宇宙去旅行……等离子体的应用真是举不胜举。 所谓等离子彩电PDP（P la sm a D isp lay Pan e l）是在两张薄玻璃板之间充填混合气体，施加电压使之产生离子气体，然后使等离子气体放电，与基板中的荧光体发生反应，产生彩色影像。等离子彩电又称“壁挂式电视”，不受磁力和磁场影响，具有机身纤薄、重量轻、屏幕大、色彩鲜艳、画面清晰、亮度高、失真度小、节省空间等优点。 等离子（简称PDP）是采用近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术的新—代显示设备，目前市场上销售的产品有两种类型，一种是等离子显示屏，另一种是等离子电视，两者在本质上没有太大的区别，唯一的区别是有没有内置电视接收调谐器。 由于PDP发展初期主要是针对商业展示用途，所以当前仍有很多PDP都没有内置电视接收调谐器，也就是说，不能直接接收电视信号。因此如果选择的是这种产品，那么只能通过卫星解码器或录像机等其它设备来兼作电视讯号调谐接收器，也可另购—个电视接收器。现在等离子已经开始面对家庭用户设计生产，目前生产的部分等离子开始内置电视接收器，这些机型预先就设有RF射频连接端子，可以直接播放电视节目。 大部分国产的PDP都是内置电视接收器，如海信、上广电SVA和TCL的多款产品。而国外的厂家，有些产品采用外置电视接收器，也有部分产品采用内置电视接收器。一般把外置电视接收器的PDP称为等离子显示屏，把内置电视接收器的PDP称为等离子电视，选购时应问清楚是否带电视接收功能。 所谓等离子体，就电气技术而言，它指的是一种拥有离子、电子和核心粒子的不带电的离子化物质。等离子体包括有，几乎相同数量的自由电子和阳极电子。在一个等离子中，其中的粒子已从核心粒子中分离了出来。因此，当一个等离子包括大量的离子和电子，从而是电的最佳导体，而且它会受到磁场的影响，当温度高时，电子便会从核心粒子中分离出来了。 近几年来等离子平面屏幕技术支持下的PDP 真可谓是如日中天，它是未来真正平面电视的最佳候选者。其实等离子显示技术并非近年才有的新技术，早在1964年美国伊利诺斯大学就成功研制出了等离子显示平板，但那时等离子显示器为单色。现在等离子平面屏幕技术为最新技术，而且它是高质图象和大纯平屏幕的最佳选择。大纯平屏幕可以在任何环境下看电视，等离子面板拥有一系列象素，同时这些象素又包含有三种次级象素，它们分别呈红、绿色、蓝色。在等离子状态下的气体能与每个次象素里的磷光体反应，从而能产生红、绿或蓝色。这种磷光体与用在阴极射线管(CRT)装置(如电视机和普通电脑显示器) 中的磷光体是一样的，你可以由此而得到你所期望的丰富有动态的颜色，每种由一个先进的电子元件控制的次象素能产生16亿种不同的颜色，所有的这些意味着你能在约不到6英寸厚的显示屏上更容易看到最佳画面。 对四维空间，一般人可能只是认为在长、宽、高的轴上，再加上一根时间轴，但对于其具体情况，大部分的人仍知之甚少。 有一位专家曾打过一个比方：让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人，他们只有平面概念。假如要将一个二维扁片人关起来，只消用线在他四周画一个圈即可，这样一来，在二维空间的范围内，他无论如何也走不出这个圈。 现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”。我们只需从第三个方向（即从表示高度的那跟轴的方向），将二维人从圈中取出，再放回二维空间的其他地方即可。 在我们看来，这是一件简单的事，但在二维扁片人的眼里，却无疑是不可思议的：一个人明明被关在圈内，怎么会忽然消失不见，然后就出现在另一个地方！ 对我们这些三维人而言，四维空间的情况就与上述解释十分类似。如果我们能克服四维空间，那么，在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能。 下面再做一个试验：将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网，将之张平，我们可以将之近似看做是二维平面，然后将一个小球放在网上，橡皮网在小球的重力作用下凹陷，这就形成了三维空间。 但从空间的内部去观察这个空间，却往往是看不清的，那些二维扁片人并未必意识到他们所生活的空间已经发生了扭曲。当他们从平面来到这个凹陷处，并且这个凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度时，二维扁片人也可能自由来往于三维空间。 这个引起空间扭曲的小球在我们三维世界的例子就是黑洞。黑洞事实上是存在于四维空间的一种现象，或者说，黑洞是连接三维世界与四维空间的通道（当然在下绝不是说“如果谁要去四维空间，就请往黑洞走”，那样只会“死无全尸”而已^O^）。我们有可能通过对黑洞的深入研究，找到克服四维空间的办法，那样的话，瓦普跳跃飞行就不再是梦想了。 现在科学家已经证实，黑洞的存在确实会令周围的空间极度扭曲。根据广义相对论，光线在正常的空间里以直线传播，但当空间扭曲时，光线会随着空间扭曲的方向而扭曲。如果能给一束射进黑洞的光线拍照的话，我们就会发现，光线呈螺旋形指向黑洞中心，因为黑洞的巨大质量已使周围的空间扭曲得不成形了。 但事实上，这样的照片是拍不出来的。因为黑洞连光线也吸收，我们根本无法通过肉眼看见它，又如何能拍下照片（当然在下指的是普通光学照片，如果是射电天文望远镜，说不定能拍到这奇异的场景）？