四维空间在哪？四维空间长什么样呢？我们对于三维以上的空间一无所知，并且我们认定自己所处的宇宙就是一个三维空间，就算加上时间顶多算是三维的时空。我们想象不出四维空间的样子，也不知道四维空间到底怎么才能找到。
很多时候我们会走入思维误区，我们认为四维空间应该和三维空间一样，是一个比三维多一维的空间结构，沿着这个方向去思考就很容易进入死胡同。我们一直寻找的四维空间很可能就是我们所处的宇宙。对于宇宙的结构我们有三种猜想，第一种是平坦宇宙结构，第二种是不平坦的马鞍型宇宙结构，第三种是球面宇宙结构。前两种都是无限无界的宇宙结构，因为我们其实并没有找到或者看到宇宙的界限在哪里，也没有关于宇宙有限体积的数据。但，如果宇宙大爆炸真实存在，或者宇宙有起点，那么前两种貌似就不合适了。因为既然无限，那么在宇宙诞生之前宇宙之外又是什么呢？很难解释。
所以我们今天要聊的是第三种，有限无界的球面宇宙结构。说是球面其实并不准确，因为我们只是根据三维球面来进行的推理。只能说是一个类似三维球面的宇宙模型。具体来说是这样的，在宏观层面上，我们相当于生活在地球二维表面上的生物，地球表面是一个面积有限但没有边界的二维世界。无论我们朝哪个方向走，最多回到原点，但却找不到边界。如果地球不断膨胀变大，地球表面也会同样变大，但始终是一个有限的面积，可无论变大变小都没有边界。也就是说，相对于地球来看，我们其实属于这个三维结构中的二维生存方式。
虽然我们处于三维空间中，但如果将视角变大，我们其实和蚂蚁一样，只是生存在三维空间中的二维平面上而已。我们之所以能够发现自己处于三维空间中，实际上也只是因为地球还不够大而已。如果地球足够大，大到我们出不去，那么地方天圆的理论一直会持续到现在，我们永远都无法知道地球是一个有体积的球。对于我们来说，这个空间就是一个缺失了一维的二维平面。整个宇宙在无限膨胀，对于我们来说，我们连宇宙的一个角落都无法看到全貌，更不用说站在宇宙之外后头看看了。
宇宙如果有起点，空间如果和宇宙同时起步，那么宇宙一定就是一个有限无界的空间。而这个空间很可能就是一个四维球面。我们处于这个四维球面上，由于无法洞察第四个维度，所以在我们眼中就只有三维宇宙的样子。我们将宇宙空间描述为一个可以用XYZ轴量化的三维空间，但处于这个四维球面上的我们永远都看不到藏起来的那个维度。就像是蚂蚁永远都会认为他们处于一个平面上而不是处于一个球体上一样。随着宇宙的膨胀，这个四维球面会一直变大，对我们来说这个空间就是无限的，就算飞到宇宙的尽头也永远找不到边界在哪里。
莫比乌斯环就是一个很好的启发，将莫比乌斯环从中间剪开你会发现，剪开前是无限无界的二维平面，剪开后是有限无界的二维平面。什么意思呢，就是说莫比乌斯环处于二维空间中是无限无界的无限循环平面。剪开莫比乌斯环的方式，其实就是用一个有限无界的一维圆环将其分开，相当于给莫比乌斯环增加了一个维度。剪开后的莫比乌斯环实际上等于二维升维到了三维，就是二维空间在三维空间展开的样子。如果给圆筒形的环面再升级一个维度呢？升级维度就意味着需要再增加一个一维闭环，那么圆筒形的环面就会闭合，变成一个无限膨胀的球面。
宇宙中的物体运动轨迹，天体的最终形态其实都在向圆和球变化。这种规律在我们看来是因为引力的效果造成的，可是如果我们将视角放在整个宇宙上时就会发现，这其实就和莫比乌斯环一样，当处于更高维度的空间中时，原本的形状和状态一定会遵循高维度空间的法则。换句话说，当三维宇宙只是四维空间在三维中的表现时，就会是一个球面。宇宙的三维形象是无限无界的，但如果给这个三维宇宙加入一个闭环维度，就会和莫比乌斯环的升维状态一样，成为一个有限无界的状态。所以，在四维空间中看我们的宇宙，应该是一个有限无界的球面。
为什么我们自己感觉不到宇宙是一个四维球面呢？这就是我们无法洞察第四个维度的后果了，由于缺失了对第四个维度的认识，我们就和蚂蚁认识的地球一样，始终认为自己处于一个平面上，无论是爬上树还是在地面到处跑，在蚂蚁的感知中他们始终认为这个世界就是一个平面。我们其实也一样，无论在宇宙中跑多远，哪怕穿越无尽的星空，我们的认识始终只是这个三维空间。至于无法洞察的第四个维度，只有脱离宇宙再后头去看才能知道第四个维度是什么。
实际上，克莱因瓶并不是四维空间在三维中的投影，克莱因瓶的创造是我们将四维空间想得太复杂了。我们总是在纠结第四维度是什么，如果球面是四维空间在三维中的投影，那么一个无限延伸的半径就是四维球面的第四维度。在无限延伸的半径上，这个球面既是无限的又是有限的，无限的是它几乎无限大，有限的是这个无论半径有多大，在数学上它就是一个面积有限的球面。所以当四维空间投影到三维空间时，将无限的半径作为一个维度减掉时，我们得到的就是一个半径有限的球体。所以球面模型才是四维空间在三维空间的投影，而不是克莱因瓶的样子。
其实我们一直都处于一个高维度空间中，生活在一个四维的球面宇宙中，只不过因为过于渺小而无法洞察到其他维度的存在。处于高维度中的我们，因为无法逃出这个维度空间，永远都无法看到这个空间本来的样子。我们的宇宙就是一个四维球面，第四维度是我们永远都无法洞察到的那个球面半径，并且四维球面到底长什么样子我们永远都不可能知道，因为我们无法走出在三维中无限无界的四维球面。
