“四维空间”（four-dimensional space）可以是一个数学（几何学），或者物理学概念不过无论在哪个领域里，“维度”（dimension）指的都是事物的“参考”（的个数）空间中的一条线段可以被坐标轴上的一个点（数字）来确定，它的长度可以视为相应的点到原点的距离。

比如长度为1的一条线段可以表示为x轴上的+1像这样只有一个参考量的事物就只有一个维度（一维）不在坐标轴上的点需要两个参考量来确定，比如（1,1），它代表着x轴与y轴上，与原点距离为+1的两个点在第一象限

内的映射由于有两个参考量，所以被称为“二维”两个维度可以确定一个几何平面图形，比如一个正方形在坐标系中加入与x轴和y轴都正交的z轴后，空间就变成了立体的，也就是“三维空间”三个参考量足以确定一个立体结构，比如一个立方体，它拥有长、宽和高三个维度。

在数学（几何学）上，更高的维度，以及更高维度的几何体都是存在的，虽然它们很难被直观地表现出来所谓的“四维空间”，不过是在人们在“三维空间”的基础上又增加了一个参考一个“四维超立方体”（tesseract）的旋转动画（gif 格式）：。

https://en.wikipedia.org/wiki/Tesseract#/media/File:8-cell.gif----------另外，分享一点儿从纪录片里看到的说法，根据现代物理学，“四维空间”确实是存在于现实的物理世界中的。

人们很熟悉上下、左右和前后的概念以日常经验而言，现实世界里很难再找到能够“承载”第四个维度的地方“三维”是人类凭借直觉所能够感知的最高维度，因为现实世界里的一切物体几乎都是三维的，比如一只拥有长、宽，和高，三个基本属性的箱子。

从远处看一根电线，由于除了长度之外，我们无法察觉到它的其它维度，因此有充分的理由称电线是一维的。

不过，电线上的蚂蚁不这么看，它们可以在电线上转着爬所以，蚂蚁眼中的电线一定高于一维，除了长度之外，还多一圈周长由此可见，更高的维度蜷缩并隐藏在空间中的每一个点里，只有当观察者的尺度足够小时，才有能力接触得到。

值得一提的是，很多人或许是出于误解，把物理学上的“四维时空”，与“四维空间”的概念混为一谈这个观念应该源于“狭义相对论”，不过是一个比较抽象的概念，更像是一种“比喻”的说法在爱因斯坦之前，人们都认为“时间”和“空间”是两个绝对（独立），而且毫不相干的东西。

但后来科学家们发现，光的速度是永恒的，它不会因为其它物体的速度的改变而改变因此，为了维持光速不变，时间和空间就不能独立，相反，这两者会因为物体的运动而融合为一体，互相调整，形成一种四维的结构，被称作“时空”（space-time）。

在“广义相对论”中，“时空”被认定为一种“实体”，它相当于宇宙的框架当一个物体运动时，就不免会牵动“时空”，时间和空间就必须同时且相对地做出调整，以保证在任何观察者的眼里，光速永远不变这样，三维的空间，再加上一维的时间，就是所谓的“四维时空”。

上面的图片把“时空”形象化了，也就是，在三维空间中的每一个点上，都有一个独立的“一维时间”（3+1=4）由于自身的尺度局限，人类无法直观地体验到现实世界里的更高维度空间不过现在，一些比较前卫的物理理论可以提供给我们一些远见。

比如，“弦理论”（string theory），认为一切物质的基础，也就是最小的单位个体，是一种可以振动的微小“电弧”，称作“弦”（string）。

每个弦的振动方式都各不相同，在宏观上，这种振动的差别，造就了宇宙万物的多样性，就像钢琴的琴弦，每一根都有不同的音色弦不仅在三维世界中振动，也在更高的维度上振动弦理论预测，现实的物理空间其实拥有10个以上的维度。

还有，宇宙也很像一片嵌在更高维度空间中的“膜”（brane），这大概类似于电脑或手机的屏幕，让我们可以在近似二维的平面上，看到三维的影像。

《纪念碑谷》（Monument Valley）里，用等角投影，在二维平面上表现出来的高维度空间图片来源：- PBS NOVA 纪录片《The Fabric of the Cosmos: What Is Space?》 (2011) DVD。

- 手机游戏《纪念碑谷》截图可以参考这里：Four-dimensional space（Wikipedia 上对四维空间的解释）。还有，知乎问题：为什么人类想象不出四维的空间？ - 物理学。