为什么时间是第4维

时间与空间三个方向是正交的，或者说是线性无关的。这里的含义是，无法从空间三个坐标的一系列组合（比如一个组合：ax + by + cz，a、b、c是实系数），来代替时间这个坐标。就好比在三维空间中，我们无法用x和y的任何线性组合，来表示z的坐标一样。x和y的任意线性组合，都离不开x-y平面，而z坐标表示的却是离开x-y平面的距离。这时我们说：z与x和y正交。同样，时间t与x、y、z都正交。“正交”在三维空间中的直观意义就是“垂直”。“垂直”含义的本质内容是线性无关，“正交”就是通过线性无关概念来定义的。

时间是一个与空间三个坐标轴都正交的东西，于是可以与空间三根轴一起组成一个新的“四维空间”。相对论中这个“四维空间”不是平直的（整体上不具有欧几里德空间性质），所以被称为一个“流形”，即仅仅在局部（在无限小范围内）拥有欧几里德空间性质（平直特性）的东西。
对于“流形”这个名词，我认为可以如下粗浅地理解。各位如果觉得我的理解有误，请务必指出，但谢绝人身攻击。

流形可以简单地看作是高维中弯曲的“空间”。如果把流形的维数缩小到二维，那么二维的流形就是我们极其熟悉的常规“曲面”。这里“常规”的含义指的是：曲面处处连续、光滑，而不包括那些比如中间有一个洞这类的特殊曲面。

一个曲面可以在一个平面上有一个投影，比如在两个坐标轴组成的平面（坐标平面）上投影。那么，在这个投影和这个曲面之间，存在一个满足单+满的映射：对于投影中的每一个点，在曲面中都有唯一的一个点与之对应。而对于这个曲面来说，在曲面中一个点位置的局部，都可以近似地看作是一个平直的平面。在这里，可以将这个点位置与其邻近的点位置之间的距离，按照平面中的距离定义来计算（即勾股定理）。这里的“邻近”指的是无限小的距离。在数学中计算曲面上两点之间的距离，都是这么计算的。当然比平面中计算两点间距离的方式要复杂一些，因为曲面两点间距离，必须是沿着坐标曲线进行积分的。

二维的流形就是常规曲面，三维流形是一个常规弯曲的空间。四维流形呢？就是连续而光滑的弯曲时空。
一组矢量彼此正交，自然线性无关，但线性无关未必正交，选择的2个矢量如果点乘为0，才为正交。

随便举个例子，三维实空间，用xyz为坐标，i j k是三个方向的单位矢量，i j k线性无关，且正交，可以描述该空间，而且很方便；但如果我们不怕麻烦，用i i+j i+j+k也可以描述该空间，因为这几个基矢线性无关，但他们不正交，做下点乘就看出来了。

1、宇宙是一共是11维的空间，但人类只生活在3维空间，理解到4维空间,而比如蚂蚁只能"理解"到2维空间。
2、其实，长宽高和时间性质是一样的，但是人类受能量的限制,目前无法自由地回到过去。所以在感觉上对时间的概念不一样了。
3、1维2维也有时间的概念。
4、时间和空间可以相互转化的。
5、时间，空间都属于一种能量，这种能量产生于真空中。而真空是一种特殊的物质，宇宙大爆炸就产生于此。

物理中的四维是指长度、数量、温度、时间，由牛顿总结。长度包括：长、宽、高、容积等；数量包括：质量、个数、次数、等等；温度包括：热量、电能、电阻率等。时间是由爱因斯坦在牛顿的基础上补充的，包括：比热容、速度、功率等。