在物理學和數學中，一個n個數的序列可以被理解為一個n維空間中的位置。當n=4時，所有這樣的位置的集合就叫做四維空間。這種空間與我們熟悉並在其中居住的三維空間不同，因為它多一個維數。這個額外的維數既可以理解成時間，也可以直接理解為空間的第四維，即第四空間維數。

 

當人們說到「四維空間」時，經常指的都是關於時間的概念。在這種情況下，四維空間可以理解為三維空間附加一條時間軸。這種空間叫做閔可夫斯基時空或「(3 + 1)-空間」。這也是愛因斯坦在他的廣義相對論和狹義相對論中提及的四維時空概念。

 

從數學方面講，普通三維空間集合的四維等價物是歐幾裏得四維空間，一個四維歐幾裏得賦範向量空間。一個向量的「長度」也就是畢氏定理向四維空間進行的很自然的類比。這就讓兩個向量之間的夾角很容易定義了。

 

在我們熟悉的三維空間裏，有三對主要方向：上下（高度），南北（緯度），東西（經度）。這三對方向兩兩正交，也就是說，它們兩兩成直角。從數學方面講，它們在三條不同的坐標軸x、y、z上。計算機圖形學中講的深度緩衝指的就是這條z軸，在計算機的二維螢幕上代表深度。

 

純空間性的四維空間另有一對垂直於其他三個主要方向的主要方向。這一對方向處在另一條同時垂直於x、y、z軸的坐標軸上，通常稱作w軸。對這兩個方向的命名，人們的看法不一。一些現行的命名有安娜/卡塔，斯皮希圖/斯帕提圖，維因/維奧，和宇蒲賽龍/德爾塔。這些額外的方向處於（實際上是垂直於）我們所能觀察到的三維世界中的方向之外。

 

純空間性四維空間可以以向量的形式理解。一個四維向量同樣由方向和長度（又叫做模）組成，它可以認為是對從一個點到另一個點向某個方向移動一定的長度的這個過程的描述。零向量是一個長度為零的特殊向量，也就是描述「不移動」這個過程的向量。

 

數學上四維空間可以簡單理解為有四個坐標軸的空間，即在普通坐標系中需要4個參數來描述其中一點的坐標。這是雙向量的求值，以基底(e12, e13, e14, e23, e24, e34)在四維空間中的雙矢構成了六維線性空間，它們可以被用來在四個方向產生旋轉。

 

通過改變一個四維向量的長度而不改變它的方向，我們可以對一個向量進行伸縮。這可以被想像成沿著原向量的方向伸長或縮短一段長度。一個長度為負數的向量與和它方向相反、長度相等的正數的向量互為相反向量。這可以想像成面沿著原向量的方向倒著走。

 

如果沿著兩個首尾相接的向量運動，那麼描述這種運動的直接結果的向量就叫做這兩個向量的向量和。例如，如果一個人從點A開始沿某一向量運動到點B，又從點B開始沿另一個向量運動到點C，那麼這兩個向量的和向量就是從點A徑直到點C的向量。

 

給定一組四維向量，我們可以對它們進行任意的伸縮和求和操作來得到新的四維向量。以這種方式得到的所有的四維向量的集合就叫做這一組向量的組合。這種組合可以認為是一個點通過沿著一組向量中的某些向量移動所能達到的所有位置的集合。

 

給定幾何圖形X和向量集合S，如果從幾何圖形X內的一個點出發，沿著向量集合S的線性組合中的向量運動，能夠到達X內所有其他的點，那麼我們就說這個向量集合S可以張出幾何圖形X。

 

能夠張出一個幾何圖形X的最小向量集合叫做X的一組基底。不是所有的向量集合都是基底，因為它們可能含有贅余的向量。如果一個向量能通過集合中其他向量經過伸縮、求和而得到，那麼這個向量就是贅餘的。

 

例如一個集合中有兩個平行的向量，那麼它們中的一個可以被移除而 X 中的所有點仍然可以達到，因為能通過那個被移除的向量達到的點一定可以通過那個與它平行的向量達到。或者，如果一個向量是其他兩個的和，那麼它也完全可以被移除。零向量總是贅餘的，因為它並不能讓一個人達到任意一個除他已經能夠達到的點之外的點。

 

通過把任意一個可以張出幾何圖形 X 的向量集合中的所有贅余向量移除，我們可以過的一組 X 的基底。選定的初始向量集合不同，獲得的能張出 X 的基底也可能不同；但是，可以證明所有這些基底中都含有相同數量的向量。這個數量就叫做 X 的維數。換句話說，如果 X 最少需要 n 個向量來張出它，那麼 X 就是 n 維的。

 

直觀地，一個圖形的維數可以認為是一個人要想達到這個圖形中所有的點，需要運動的所有不同方向的數目。例如一個點是一個零維圖形。我們不需要任何向量來張出它，因為如果我們從這個點出發，我們已經到達了它所有的位置。

 

一條直線是一個一維圖形。從直線的某一個點上出發，我們需要一個指向這個直線的方向的向量來到達到直線上的其他點。只要一個向量就足夠了，因為通過不同程度的伸縮它我們可以到達直線上的任意其他點。

 

一個平面是一個二維圖形。給定平面上的一個起始點，我們至少需要兩個互不平行的向量來張出這個平面。如果只有一個向量，我們只能到達某一條直線上的所有點；所以我們需要有另一個與它不平行的向量來往這條直線的「兩邊」走，從而到達平面上的其他點。

 

只要兩個方向就足夠了，因為我們可以順著（或逆著）前一個向量走不同的距離，再往兩邊走不同的距離來到達平面上的任意點。也可以把平面理解成許多平行線的「堆積」；要想在二維平面上從一點運動到另一點，我們需要首先沿著線平行線運動，再穿過這些平行線向另一個方向運動。

 

在我們的眼中，空間是三維的。要達到空間中的某一點，我們不僅要向前向後、向兩邊走，還需要上下移動。換句話說，需要第三個向量才能到達空間中的所有點。同樣，也可以把空間理解成許多平行平面的堆積：要想在空間中從一點運動到另一點，我們可以先沿著一個方向前後走，再向兩邊走，最後上下走。

 

四維空間則是一個需要四個不同方向才能到達其中所有點的空間。這種空間可以認為是許多平行的三維空間的堆積。要理解這個概念，想像一下把一張張紙並列疊起來的過程。如果人不把它們一個個堆疊起來，這些紙張不會延伸進三維空間。以同樣的方式，要想進入四維空間，就必須向一個新的方向運動，這個方向必須是在三維空間以外的。要達到四維空間中的每一個點，一個人不僅需要向前後、左右、上下移動，還要沿著一對新的方向運動。

 

要理解四維空間的本性，我們可以利用一種稱為「維數類比」(dimensional analogy) 的方法。維數類比是指通過研究 n - 1 維與 n 維之間的關係，來推斷 n 維與 n + 1 維之間會有什麼樣的關係。

 

埃德溫·阿伯特·阿伯特在他的書扁平的世界中運用維數類比，講述了在一個扁平得就像一張紙的二維世界中生活的一個正方形的故事。在這個正方形的眼中，生活在三維世界中的人們擁有近乎神的力量，因為他們能在不打破（二維的）保險箱的情況下從其中把東西（通過移入移出三維空間的方法）取出，能看到所有在二維世界看來是被擋在牆後面的東西，甚至能站在離二維世界幾英寸的地方來保持「隱形」。

 

通過應用維數類比，人們可以推斷，四維空間中的人在我們三維的視角看來應該有類似的神奇能力。魯迪·拉克在他的小說空間世界 (Spaceland)中展示了這一點。小說的主人公就遇到了具有神奇能力的四維人。

 

射影是應用維數類比來想像四維空間的一種有效方法。射影是指用 n - 1 維空間中的圖形來代表 n 維空間中的圖形。比如說，電腦螢幕是二維的，而所有三維的人、地方、東西等等的照片都是以射影的形式展現在二維平面上的。

 

這會把三維世界中的深度去除，代之以間接的資訊。人眼的視網膜也是由一層二維的感受器構成的，但是人腦能夠察知三維物體的真實形狀；這是根據陰影、近大遠小、雙眼視覺等間接信息推斷得來的。畫家們經常利用透視來賦予二維的圖畫一種三維（也就是立體）的感覺。

 

相似地，四維空間中的物體可以以數學的方法射影到三維空間中，從而使觀察它們變得更容易。在這種情況下，一個四維的眼的「視網膜」是由一個三維「層」的感受器構成的。假設一個人有這樣一隻眼，他就可以根據三維圖形中的間接資訊推斷出四維物體的真實形狀。

 

三維物體在人眼視網膜上留下的透視射影會造成近大遠小的現象，這樣大腦就可以推斷出三維的深度。以同樣的方式，四維物體的透視射影會造成相似的「近大遠小」的效果。通過應用維數類比，我們可以從這種效果中推斷出四維的「深度」。

 

一個與射影有密切關係的方法是把四維幾何體的陰影在三維空間中顯示出來。

 

假設有一束光射向一個三維物體，則其陰影會在二維平面上顯示出來。如此類推，光射向二維物體會產生一維陰影，射向一維物體會產生零維陰影，也就是無光的一點；另一方面，光射向四維物體會產生三維陰影。

 

如果一個立方體的線框置於光源下，其陰影為一正方形位於另一正方形以內，並且相對的點相連。同樣，如果四維正方體置於光源下，其陰影便會是一三維正方體位於另一正方體之內，並且相對的點相連。（注意，此處顯示的圖片乃四維正方體的三維陰影在二維平面上的投影。）

 

維度類比法也可幫我們推論出高維度物體的基本屬性。例如，二維物體有一維的邊界，正方形的邊界為一維的線；三維物體有二維的邊界（表面），正方體的表面為二維的平面。我們可以推論，四維物體便有三維的「邊界」，就是超正方體的外圍是三維的正方體。以上屬性對如何表達四維物體的三維投影很有幫助。

 

作爲三維空間中的生物，我們的眼睛只能看到這個世界的二維投影。生活在四維空間的生物便能看到它們的世界的三維投影。例如，它們可以同時看到一個正方體的所有六面，還能同時看到正方體中的物體；其實我們也可以同時看到二維平面上的正方形的全部四條邊及其中的物體。四維生物能同一時間看到三維空間中的所有點、物體和物體的內部，這些是我們在三維空間中看不到的。

 

類比法是理解高維度空間的一項很好的方法，但我們若不經過更進一步的計算仍不可以妄下結論。以下是圓形周長公式： C = 2πr 及球體表面積公式： A = 4πr2。 有人可能會立即推論出超球體的表面體積為V = 6πr3或V = 8πr3，但實際上兩者均為錯誤。正確公式為V = 2π2r3。

 

四維幾何比三維幾何豐富得多，因爲其額外的維度提供了更多的自由空間。三維空間中，我們可以從多邊形做出多面體；同樣地，在四維空間中我們可以從多面體做出多胞體（四維多胞形）。三維空間中存在5種正多面體，以柏拉圖立體稱之；而四維空間中存在6種正多胞體，均從帕拉圖立體類比而成。三維空間中存在13種半正多面體（阿基米德立體），而在四維空間中存在58種半正多胞體。

 

在三維空間，我們可以把圓形向第三維度拉伸形成圓柱體。而在四維空間，我們可以向第四維度拉伸球體形成球柱體（球體為「蓋」的柱體），或拉伸圓柱體形成圓柱棱體。我們還可以取兩個球體的笛卡爾積得到一個雙圓柱體。以上三種均可在四維中「滾動」，但各有不同的屬性。

 

三維中，曲綫可以形成結，但曲面並不可以（除非互相交叉穿越）。但在四維中，以曲面形成的結可以經過延伸到第四維度而解開。由於自由度更大，四維中的曲面結比三維中的綫結要複雜的多。克萊因瓶便是其中一個例子。另一例子為實射影平面。

 

在四維歐幾裏得空間中與P0點有相同距離R的所有點的集合能形成一個超曲面，稱爲三維球面。這是廣義相對論中的羅伯遜-沃爾克度規，其中R由R(t)代替，t代表宇宙年齡。R值的隨時間的加大或減低表示宇宙膨脹或收縮，這取決於宇宙質量密度。

 

四維時空是構成真實世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至於高維真實空間，至少現在我們還無法感知,就如人將螞蟻面前的一塊食物拿起來，螞蟻只當它憑空消失二維空間這個圈。

 

有一位專家曾打過一個比方：讓我們先假設一些生活在二維空間的扁片人，他們只有平面概念。假如要將一個二維扁片人關起來，只需要用線在他四周畫一個圈即可，這樣一來，在二維空間的範圍內，他無論如何也走不出這個圈。

 

1。首先一個世界的構成必須滿足兩個條件：空間和時間，如果這兩者之間任意一個不存在，那麼這個世界就無意義，無意義也就是說不存在。

 

2。一個世界的物理法則是必需，世界上一切事物的運作規律都必需有一定限制，不然該事物的存在就不可能（正所謂一切事物都是相對的存在），如果按照維度空間論來說，那麼位於更高維度的生命體就有可能控制時間或空間.這就是不合邏輯的事。

 

而四維空間像愛因斯坦說的在三維空間上加一條時間軸，因為不管幾維空間都離不開時間的支付，沒有時間也就沒有空間！時空是無法分開的，分開就沒有意義了。有個例子一把尺子在三維空間裏（不含時間）轉動，其長度不變，但旋轉它時，它的各座標值均發生了變化，且座標之間是有聯繫的。四維時空的意義就是時間是第四維座標，它與空間座標是有聯繫的，也就是說時空是統一的，不可分割的整體，它們是一種“此消彼長”的關係。

 

四維空間就是現在的時空，五維就是黑洞蟲洞。四維時空不僅限於此，由質能關係知，品質和能量實際是一回事，品質（或能量）並不是獨立的，而是與運動狀態相關的，比如速度越大，品質越大。在四維時空裏，品質（或能量）實際是四維動量的第四維分量，動量是描述物質運動的量，因此品質與運動狀態有關就是理所當然的了。

 

在四維時空裏，動量和能量實現了統一，稱為能量動量四矢。另外在四維時空裏還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場方程組的四維形式更加完美，完全統一了電和磁，電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多，這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學要完美的多。至少由它的完美性，我們不能對它妄加懷疑。

 

在狹義相對論中，時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空，能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯繫。在今後論及廣義相對論時我們還會看到，時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯繫。

            

 

歷經40載，耗資7億美元，愛因斯坦重力場理論即將被驗證！自從愛因斯坦在90年前提出了有關重力是場而非力的概念後，對此概念進行測試的最精確的陀螺儀和搭載它的火箭已經在美國準備就緒。來自美國宇航局的消息稱，當地時間4月19日，重力探測器B將被送入地球極地軌道，對愛因斯坦廣義相對論中有關時空會因旋轉物體產生扭曲的推斷進行直接驗證。

 

這個專案已經創造了一項記錄———耗時最長。從美國宇航局1964年對該計畫立項以來，整個工程歷經波折，先後下馬7次，前後共耗資7億美元，最後才終於得以實現。

 

驗證“慣性系拖拉”現象。愛因斯坦提出的廣義相對論是現代物理學的奠基石，其要義是兩個物體間之所以存在引力，是因為重力場使四維時空發生扭曲。1919年發生日食時的觀測結果證實太陽的重力使星光彎曲。1976年，美國宇航局的重力探測A計畫，把一個原子鐘送入離地1萬公里的太空中，證實了愛因斯坦提出的重力會使時間慢下來的推測。

 

但是，重力探測B計畫試圖測量的是愛因斯坦理論中更奇怪的現象———“慣性系拖拉”（framedragging），即一個偏軸旋轉物體的重力場造成的時空的扭曲。

 

理論上說，可以通過監視繞地球運行的一個陀螺儀的轉軸位置來驗證時空扭曲的發生。在確定了參考星座後，如果發生時空扭曲，那麼陀螺儀的轉軸和參考星座的方向關係就會發生改變。加州理工學院的重力物理學家吉普·索恩說，測量太陽系的時空扭曲效果可以幫助科學家更好理解黑洞的現象。

 

第一個直接測試該現象的空間設備。重力探測B設備的原理簡單說就是，根據牛頓力學原理，一個陀螺儀和一個參考星座方向對齊後，如果沒有外力干擾，就會始終保持對齊。但是根據愛因斯坦理論，由於地球自轉和重力場引起的時空扭曲會造成陀螺儀和參考星座的相對方向發生改變。

 

在美國宇航局的消息發佈會上，索恩稱即將發射的重力探測器B是第一個直接測試這種現象的空間設備。索恩說，“我們從來沒有見過空間被一個運動的物體拖拉產生扭曲。”他說，這是愛因斯坦廣義相對論中的一個主要結論，雖然有科學家通過其他實驗間接驗證了該結論，但是目前為止還沒有實際的實驗直接對其驗證。索恩說，現代宇宙學的很多方面依賴愛因斯坦的理論來解釋天文現象，比如對黑洞這樣一個超密度物體使光線不能逃逸的解釋。

 

此次空間實驗所用的關鍵設備陀螺儀包括目前為止最精確的球體。重力探測B設備有四個小型陀螺儀，每個陀螺儀的球體是乒乓球大小。據美國宇航局稱，這是目前為止人類制做的最完美的球體。石英球體鍍了一層超導膜，據斯坦福大學的科學家弗朗西絲·艾福利特說，每個陀螺儀的精度都是目前同類航太設備的100萬倍以上。

 

在重力探測器被送入離地400英里高軌道後，將鎖定一顆參考星座達13個月之久。期間，感測器會記錄下有關陀螺儀軸心偏離的證據，從而對愛因斯坦的理論進行驗證。美國國家科學研究委員會認為，如果該實驗成功，那麼它將成為驗證物理理論的一個經典實驗。如果沒有發現愛因斯坦理論的佐證，這次實驗也將是革命性的，因為那意為著現代物理的基石———廣義相對論將被改寫。

                

愛因斯坦

只要能超越光速，時間將倒流，人們就能夠回到從前。這是電影《無極》中的理論。那麼光速能夠被超越嗎？愛因斯坦認為，不能！但在20世紀50年代，一位德國科學家海姆給出了肯定的回答。

半個多世紀過去了，以海姆理論為基礎的實驗論文突然被美國航空航太學會授予年度大獎，與此同時美國空軍對能夠超越光速的“超時空引擎”表現出極大興趣。

還記得電影《星際旅行》中的“企業號”嗎？還記得《星球大戰》中的“千年隼號”嗎？這些超光速太空船能夠自由地穿梭在星際之間，瞬間躍入異度空間。電影是虛幻的，但現實中的科學實驗其實一直在秘密進行。美國航空航天局(NASA)一直在人造衛星上試驗這些科幻太空船所使用的離子引擎，並取得了初步成功。

“曲速”、“六維時空”、“反引力”、“子空間”、“時空跳躍”……這些究竟是偽科學還是未經證實的偉(大的)科學？神秘的“Z機器”將帶給世人答案！

 

跳躍，進入超宇宙，這是最新一期的知名科技雜誌《新科學家》的封面大標題。據《新科學家》報導，美國航空航太學會(AIAA)在其年會上，每年都會給各種優秀論文頒獎，獲得2005年度“核能和未來航空”項目大獎的論文，描述了一種異想天開的的“超時空引擎”，這種引擎將使飛船以極快的速度飛行，從而進入另一個空間。安裝了這種引擎的飛船，速度快到可以在幾分鐘內從地球飛抵月球。若進展順利，5年後便能建造測試模型飛船。

 

問題是：“超時空引擎”這一概念是建立在未被證實的物理學理論上的。這種論文獲獎，在學術上看來是否不夠嚴肅呢？但美國航空航太學會可不這樣認為，而且美國軍方也開始關注這種“超時空引擎”的概念。此外，美國 能源部聖迪亞國家實驗室還聲稱，他們擁有的“Z機器”可製造推動引擎所需要的巨大磁場，因此將有興趣進行驗證。

 

德國薩爾茨吉特應用科學大學的物理學家豪澤與同事德勒舍爾共同撰寫了這篇頗具爭議的論文，探究“超時空引擎”製作的可行性，豪澤強調，這個課題與普遍物理學觀點不盡相符。不過，美國空軍對有關構思極感興趣，豪澤本周與美國空軍代表見面，他強調計畫還處於相當初步階段，若證明理論可行，5年後便可建造測試模型。

 

但是“超時空飛船”真的能離開地面嗎？德國一位不怎麼知名的物理學家(有人乾脆認為他是科幻小說家)海姆早在上個世紀50年代就開始探索“超時空動力”的概念，當時他致力於彌合物理學界的一大鴻溝：牛頓力學和愛因斯坦相對論。海姆提出，強力磁場可製造引力場，以高速推動太空船。如果磁場夠強大，太空船就可以進入一個比我們所在的時空更高的空間，以超高速行走。當磁場一消失，太空船就會重返現在的時空。在這方法下，太空船能以50倍光速的高速運行，只需5小時便可往返火星，到11光年以外的星體也只需80天。

 

海姆用“二度次空間”學說補充愛因斯坦四維時空說，因此，宇宙就變成了六維時空。在海姆看來，萬有引力和電磁力可以互相轉化，因此旋轉磁場將削弱地球引力，從而使得飛船能夠離開地面。

 

當海姆於1957年公開發表自己的理論時，也曾轟動一時。但是海姆不久就從公眾視線中消失了，因為他聽從投資人路德維希的建議，深入拓展了自己的理論，結果開始研究起宇宙的基本構成來。而海姆又堅持不學英語，因為他拒絕把研究介紹到國外。他1977年發表在德國學術雜誌上的論文，也由於太過深奧，以致沒人能看懂。海姆後半生就這樣一直糾纏於新理論中的一些細枝末節。

 

而這種所謂的“六維宇宙”或“反引力”學說，很多物理學家都表示沒聽說過或難以接受。但美國航空航太學會近日頒發的這個論文獎在物理學界引起了不小的震動，這一舉動等於認可了海姆的部分學說。

 

多數學者認為，在目前的物質技術條件下，很難製造出那麼巨大的磁場。但聖迪亞國家實驗室的太空動力研究員羅格·雷納德聲稱，他們目前擁有的一部X光發生器——Z機器——可以提供實驗所需要的磁場。他說：“即使實驗證明結論是錯誤的，在我看來，這也是個成功的實驗。”

 

在2003年，也就是海姆去世後兩年，他的部分量子物理學說被電腦類比實驗所證實。“企業號”是美國著名科幻電影《星際爭霸戰》(又譯《星艦迷航記》或《星際旅行》，Star Trek)中的一艘超光速飛船。“企業號”是在太空中組合建造的，有一個飛碟狀的主艦身、一個雪茄形副艦身和兩部曲速引擎。巨型碟形主艦身有11層甲板，是船員生活與工作的地方。“企業號”裝備了兩部“曲速”引擎，以正反物質反應為動力，能超越光速，航行範圍除了物理上的距離之外，還有其他層次的距離。據電影描繪，“企業號”船員曾多次在時光中旅行，回到過去不同時期執行任務，也曾到達另一個與我們平行的宇宙中，與另一個自我接觸。

 

曲速引擎——企業號的動力來自兩部“曲速”引擎，其問世使人類超越了光速限制，而得以自由航行於星球之間。正如人類曾以馬赫數衡量音速以上的速度一樣，23世紀的人們以“曲速”等級來劃分光速以上的速度。第一級曲速就是光速，之後每加一級，速度就增加一位元。企業號最高可達十二級曲速，在十級曲速以上，時光會倒流。

 

傳送系統——企業號形體龐大不能登陸，只能在星球軌道上運行，所以其人員經常利用傳送系統在企業號與地面之間往來。企業號的質能傳送系統可將人員送至19500哩以內的地方。傳送系統雖然便利，但也有其危險性。如果在傳輸過程中，或是在分解以及組合過程中發生問題，其結果將慘不忍睹。

 

力場防護罩——23世紀太空戰艦的必要配備，由密佈艦身的發射器在艦四周形成一道由力場構成的防護牆，可抵禦敵人的攻擊。但開啟力場防護罩會消耗不少能量，不能一直使用。

 

愛因斯坦提到所謂的“四維空間”模型。我們所身處的三維宇宙空間也會向第四維(時間軸)彎曲，就好像二維空間的平面向三維空間彎曲，而形成一個球形。

 

把我們所身處的宇宙想像成這樣的一顆球，只不過是向時間軸彎曲而不是向Z軸彎曲。我們所處的空間即是球體的最表面，而從表面往球中心點算進去，就是所謂的子空間。事實上，除了利用子空間場外，一些高密度的星體周圍的重力場也會將星體壓向宇宙中心點(宇宙模型球體中心)。

 

假設從a點到b點距離為1800萬公里，飛船的飛行速度為10萬公里/秒，那麼所用時間就為1800/10=180(秒)。

　　

假設從A點到B點距離為9000萬公里，那麼飛船從A點到B點的速度就是9000/180=50(萬公里／秒)。

　　

從結果可以看出，雖然飛船一直以未超越光速的10萬公里/秒飛行，但它從A點飛到B點的速度卻為50萬公里/秒，已經超越了光速。

　　

這就是利用時空扭曲和時空跳躍達成的超光速飛行。而進行時空跳躍則需要巨大的力場，目前的觀點認為強磁場將提供這個力場。

　　

“曲速”就是利用強磁場所產生的子空間力場，讓光速的物理限制從真實空間移往子空間來計算。過程如圖所示分為幾個階段：第一階段，飛船在A點起飛並開始加速；第二階段，飛船利用強磁場所產生的力場，向子空間跳躍，來到a點；第三階段，飛船在子空間飛行，從a點飛抵b點；第四階段，飛船取消強磁場，跳躍回正常空間，來到B點。

 

“牛頓宇宙”是一個絕對的、精確的世界，所有物質、整個宇宙都由各種客觀存在的粒子構成，不論過去、現在和未來，時間都以固定的速度流逝；因果關係就像上帝的戒律一樣嚴格，絕無例外，未來可以完全由過去來預測。

　　

在愛因斯坦相對論中，時間和空間都具有延展性、可變性，宇宙是四維的：三維空間加時間——巨大的品質所產生的引力能夠扭曲這四個維度。地球周圍的重力場就是被扭曲空間的具體體現，在這個球形場中可觀測到“運動中的時鐘變慢”現象。更進一步地說，按照愛因斯坦的量子物理學，次原子尺度上那種複雜的不確定性使得從過去預測未來變得不可能，確定性在這裏被概率所代替。

 

         

 

             時空之舟“企業號”