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多維空間，是指由4條或者更多條維度組成的空間。多維空間定義
“維”是一種度量，在三維空間坐標上，加上時間，時空互相聯絡，就構成四維時空。
我們通常的空間概念，是指由長、寬、高組成的三維空間。時間本身具有維度的某些特點，例如一條時間軸可以連線無數個3維空間，因此可以認為我們生活在3 1維時空（4維空間）中；但時間與長、寬、高卻是有很大的區別的，例如時間單位與長度單位是不一樣的，因此這還不算真正意義上的多維空間。
由於光子隻能在三維空間中傳播，人的肉眼無法看到其他可能存在的維度，這就使得對多維空間的探尋非常困難。
但是，眾多的科學家、物理愛好者和科幻迷還是提出了各種有關於多維空間的理論。
在平行宇宙理論中，由於存在著無數多個3維宇宙，這些宇宙並不能通過長、寬、高或者時間進行相連，隻能通過另外一條維度進行連線，因此平行宇宙本身至少就是一個4 1維時空（5維空間）。
在弦理論中，認為各種基本粒子都是由很小很小的線狀弦組成的，在眾多現象難以用理論解釋的情況下，愛德華·維頓提出了11維空間的概念。
有些人認為，進入黑洞就可以見到神秘的多維幾何體。
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