随着科技的进步，人们的脑洞也越来越大，受限于短暂的寿命，许多的幻想都集中在“穿越”领域，不论是穿越到过去还是未来都十分令人着迷。更有人认为只要进入了四维空间，就能随意在各个时间段里穿梭。

穿梭时空

不过作为一种三维生物，人类显然无法直接感觉到四维空间，而是要通过各种微观层面的研究。此前，科学家就曾首次看到时间晶体原子在不断轮回，获大突破，那么四维空间真的存在吗？

时间晶体是什么？

如果想理解科学家在实验当中的神奇发现，我们首先要知道到底什么是时间晶体。时间晶体并不算是一个老生常谈的东西，相反它非常的年轻，是在2012年时由诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔切克提出的。

弗兰克·维尔切克

一般来说，晶体是由原子或者分子在空间中规律排列形成的，而时间晶体的特殊性就在于它并不是像普通晶体那样在空间上表现出了周期性，而是在时间上表现出了周期性。

资料显示时间晶体破缺“时间平移”对称性。如果你在时间上平移任意时间，系统将会变化，如果移动整数倍的周期，系统将会还原。

时间晶体概念示意图

需要注意的是，时间晶体的定义是需要通过空间晶体作为模板的。并且它本身是一个非平衡态相变，对于这一点科学家认为仍然要深入研究。

除此之外，时间晶体还可以分为量子时间晶体和经典时间晶体。那么，科学家做了怎样的实验？又是如何得到四维空间存在的结果呢？

四维空间构型

时间晶体原子不断轮回

上文中咱们在提到时间晶体的时候，指出它是2012年时才被提出的，所以科学家虽然都对它很感兴趣，但是进行试验的难度还是比较高的。直到2016年的时候，物理学家诺曼·姚带领的科研团队才成功研制出了时间晶体。

不过，仅仅是研制出来显然不够，科学家还需要利用它做一系列的研究，以此证明传说中的“四维空间”是真实存在的。到了2021年时，时间晶体的研究迎来了突破性的进展。

四维空间真的存在吗？

据悉，德国马克斯·普朗克智能系统研究所的科学家表示，他们在室温之下先是用磁振子制成了一个时间晶体，然后使用X射线显微镜观察到了时间晶体原子的轮回过程。

研究人员的报告显示，他们在实验过程当中发现其中的原子运动得十分怪异，一会儿朝着这一方向，一会儿又转向了另一个位置。但是不论它们在其中怎么“旋转跳跃”，到了既定的时间，都会回到原点。

物理学家创建的时间晶体

因此，科学家才会说这是时间晶体原子的轮回，毕竟我们人世间的轮回其实也差不多，任何人都难逃死亡的结局。相信轮回的人认为死亡不仅是终点也是起点，因为你在不久之后就会再度降生。

由此可见，从时间晶体被成功制造，再到科学家从中发现了特殊的“轮回”，这些研究成果确实带给了科学家许多的惊喜。

更重要的是，它成为了证明四维空间存在的一个证据。那么，四维空间的时空特性到底是怎样的呢？与我们现在所看到的世界有何不同？

“时间晶体”示意图

四维空间的时空特性

人类对于空间的探索，其实经历了一个漫长的过程，在给空间不断“升维”的过程当中，科学家真正意识到了为什么所见并非是真，反而可能限制了我们的想象力。

爱因斯坦在广义相对论当中叙述的引力场中的时空就是四维的，还是弯曲的。

在这里，爱因斯坦将本来只能“百川东到海”似的单向性时间当成了一个坐标，并且认为不论是时间还是空间此时都不再是平直的了，而是弯曲的。

时空弯曲

按照广义相对论的观点，引力场越强的地方意味着空间弯曲得越厉害，而时间也会受到影响。所以人们“向往”黑洞的原因不是因为别的，只是想借助它的引力来看能否穿越时空。

此前电影《星际穿越》就将这方面的脑洞开到了极致，向人们展示了主角进入黑洞之后的高维空间。虽然它还是以三维的形式展现出来的，但是好歹让大家明白了在高维空间当中“时间”的模样。

《星际穿越》中的五维空间

在三维空间当中，时间是一条不可逆的长河，它只会慢慢流逝，所以古往今来才会有这么多惜时的箴言。但是到了四维空间当中就不一样了，时间也成为了一把尺，一种可见的东西。

你不仅可以从时间的尽头走到最初，还能在这之中不断地“轮回”。虽然针对这一点，依旧存在许多悖论，但是许多人都很期待可以穿越时间或者真正步入轮回这件事情。

穿梭时空

不过需要注意的是，就算时间晶体的存在从侧面证明了四维空间存在，想要进入并且实现时空穿梭也没电影中展现得这么容易。毕竟人类本身可以算是“三维空间”的产物，等我们进入四维空间之后，会对其表现得相当不适应，甚至可能会被困在“时间”的牢笼当中。

比如刘慈欣就对四维空间的模样做过一定的描述，在他眼中进入高维空间的人类就像是“蚂蚁”一样，可以随意被四维空间的生物摆弄。更重要的是，你根本看不到这些生物的存在。

刘慈欣

退一步想，如今不少都市传说或者灵异事件，会不会就是这些高维时空动物做的呢？确实是有这种可能性的，不过在我们看不见它们的情况下，人类就只能将这些是归因于灵异。

除此之外，其实现在四维空间已经算不上什么了，因为随着科学研究的进展，人们发现可能存在更高维的空间。

比如在1926年时，德国的数学家就曾试图在四维空间上再加一个维度，将整个时空变成五维空间。所以现在甚至出现了十维空间等更高维的空间论述和研究，许多的未知都在得到证实。

弦理论的十一维空间

值得一提的是，科学家之所以要费尽心思制造时间晶体，并且针对其做了许多的科学研究，除了想证实四维空间确实存在以外，还想将其应用在各个领域当中，推动人类的科学发展进步。

时间晶体的用处

科学家认为时间晶体的用处体现在多个方面，比如它可以用于制造高敏感度的磁场探测器或者量子计算机，更重要的是它能够为物质凝聚态行为研究提供更多的信息。

在2021年德国科学家发现时间晶体原子存在轮回之后不久，谷歌就邀请了诸多该领域的顶尖科学家，制造出了首个可精确计量的时间晶体。据悉，他们是利用“悬铃木”量子处理器进行制造的。

谷歌“悬铃木”量子计算机

虽然从某方面来说，时间晶体看起来确实像永动机，但是它并不是永动机，而是一直处于最小能量基态的存在。

不过，如果不执著于微观领域的特性，大家倒是可以将其当成一个永不停滞的“钟表”。值得一提的是，仅仅观察到内部原子的运动规律显然不够，科学家更想“控制”它，让其为我们所用。

永不停滞的“钟表”

《每日电讯报》指出，时间晶体将为物理学研究打开一个全新的世界，让爱与回忆超越宇宙的尽头，这或许是它最浪漫的应用。

看到这儿大家肯定觉得科学家要用它来做时光机器了，但事实上他们只是想将其作为“永恒的信息存储介质”，使用外力对时间晶体的内部进行编程，再将记忆信息传入，使它变成一个步入轮回的“时光胶囊”。这样的话，哪怕时过境迁，我们依旧能够从中看到那些美好的回忆。

乘坐时间机器