四维理论与爱因斯坦
爱因斯坦的相对论是现代物理学的一个重要里程碑，它将时间和空间融合为一个单一的概念——时空。根据相对论，时间不再是绝对的，而是一个与物体运动状态、位置以及观察者的参考系有关联的事实。这一理论推翻了牛顿万有引力定律中的绝对时间概念，为后来的量子力学和广义相对论奠定了基础。
时空扭曲与重力
在爱因斯坦广义相对论中，质量和能量会导致时空几何结构发生扭曲，这种效应被称作引力。更具体地，当一个大质量天体存在时，其周围形成一个奇点，即所谓的事件视界。在这个区域内，任何事物都会被强烈吸向中心，从而无法逃脱这种极端强大的引力的影响。这种现象在宇宙中表现为行星围绕恒星旋转，以及恒星自身不断收缩，最终变成黑洞。
时间流动性差异
四维理论还预示着不同参照系下的时间流动性可能不同，即所谓的时间膨胀或收缩现象。当两个参照系以不同的速率移动，或处于不同的重力场下时，他们之间就会出现同步问题。如果两个系统进行同样的实验，并且它们都测量到相同的一段时间，但由于各自参照系条件不同，其实际经历过的是完全不同的光年长短，这就是著名的心理实验“双子座标”的直接应用。
量子纠缠与非本质主义
在量子领域，我们发现粒子的属性并不是固定的，而是在测量之前是不确定性的。这一点通过EPR悖论得到了验证，该悖论指出，如果两个粒子彼此相关联，那么即使它们分隔很远，也会保持某些特征（如波函数）是一致状态。但当我们试图测量其中一个粒子的属性时，不管我们如何选择测量其它粒子的属性，都会立刻改变结果，这意味着信息传播速度超过了光速，因此似乎违背了信号不能超越光速这一基本原理。
人类理解4D挑战
尽管人类已经能够在数学上描述四维空间，但直观上仍然难以把握。例如，我们只能感知三维空间，因为我们的感官只能接收从三个方向上的信息。而对于第四个方向——通常认为是时间，我们虽然可以感知变化，但却无法真正理解它作为第四维度的地位。此外，由于技术限制，我们至今还没有找到直接观察或操控第四维度的手段，因此四维物理学仍然更多地停留在理论层面，对未来的科学研究具有深远意义。
