宇宙是宏觀四維空間。至少在人類可觀察的範圍內是四維空間。四維空間是一個數學觀念。簡單的說，指的是需要四個實數構成的座標系才能完整的標示每一個空間點。數學僅僅是描述四維空間的方式，不受觀察者種類的影響。也就是說，無論觀察者是誰，使用什麼方式描述宇宙，最終必然仍具四維空間的性質。雖然宇宙是宏觀四維，由於觀察者受到自己觀察方式的干擾與侷限，並不一定認為宇宙是四維空間，力學的觀察者就是一例子，最終仍然可以用四維空間表述。 因此四維空間是真實物理的基礎觀念，整個真實物理建立在宏觀四維空間之中。

為什麼說是宏觀四維空間，而不直接說是四維空間呢？因為微觀下宇宙應該還有更多的維度。以一條縫衣線為例。遠遠的看，縫衣線是一條直線，只有一維。靠近仔細看，有三維。類似地，一張紙宏觀有兩維，微觀也是三維。宇宙微觀有幾維屬於量子論的範疇，留待後續討論。

宇宙是四維空間的觀念首先由閔考斯基提出的。在1905年愛因斯坦發展出相對論後，將論文送給閔考斯基評介。愛因斯坦原始論文是基於光速不變與相對性兩原則推導出相對論。並沒有意識到這將需要四維空間。閔考斯基從幾何觀點出發，看出相對論隱含對空間性質的新要求，提出閔考斯基空間，給相對論重新建立了一個更扎實的基礎。相對論必須要四維空間，四維空間卻不必要相對論。非人類觀察者觀察的結果不必符合相對論，但是必然符合四維空間。

為什麼發展真實論需要將四維空間引進力學呢？

力學的發展，由於人類的直覺，以及傳統觀念的束縛，沒有認知到宇宙是四維空間。以會變化的三維空間來理解，會導致許多錯誤的理解與迷惑。最典型的案例是慣性。自古以來，動與靜在人類的觀念裡是對立的兩個觀念。什麼一動不如一靜、靜如處子動如脫兔等成語一再顯示兩者的對立。然而慣性定律卻對於靜止與其他速度一視同仁。以三維空間很難理解為什麼？在前面已經解釋過。在四維空間中根本沒有一般觀念的靜止。速度在四維空間是超體延伸的方向。四維空間並不偏好任何方向。這就是為什麼沒有對於靜止的特殊定律。

另一個之前已提過的案例是動量的意義。以會變化的三維空間來理解只能是物體質量與速度的複合量，沒有更深層的意義。在四維空間裡，動量是積質量在超體延伸的方向對時間的變化率。而積質量這個觀念更只是四維空間的觀念。這兩個基於四維空間的理解在相對論也適用。

將四維空間引入除了能更深入理解力學外，對發展真實物理理論還有一層幫助。發展真實物理理論面臨一個困難，就是如何辨識相對論中那些部分受人類觀察影響。這就需要對照理論。由於四維空間是真實物理，只有排除三維空間採用四維空間的理解才可以作為對照。

既然宇宙是四維空間，那為什麼人類直觀的感受是會變化的三維空間呢？這源於人類的觀察特性。

在宇宙中所有的物體實際上都是四維超體。人也不例外。人類作為一個觀察者，收到外部觀察的訊息，經過處理，存在腦中的記憶細胞中。舉一個例子。有一個發光並在移動的球。在四維空間中，球的時空軌跡實際是存在的超體，構成柱狀。球發的光連續不斷的送到一個人類觀察者的眼中。光實際上送的是球表面的訊息，是二維訊息。人收到光後經過腦部處理，建構成三維形狀，與位置一起存入腦的記憶細胞中。下一秒，球的光送下一秒的訊息到下一秒的人眼中。經過處理，與記憶中的位置相比較，發現位置變了，推論出球在移動。

人觀察過程具有的特質包括，球在不同時間的光依時間順序送出。人從收到依時間順序的訊息建構三維影像。人可以記憶三維影像。人的記憶是單向的，只能記憶過去，不能記憶未來。人可以將新生成的影像與記憶中的影像比較。這就是人類如何將四維空間的超體看成會變化的三維空間的過程。

在觀察過程中，時間順序極為重要。雖然球送出光的順序不會顛倒，人收到光的順序卻可以顛倒。光經過透鏡會變慢。可以利用透鏡操縱光的速度。另一個更簡單的方法是用攝影機錄像。在重放時顛倒順序、擾亂順序都可以模擬，造成奇特違反物理定律的效果。

上面的敘述帶出了一個重要的問題：｢人為什麼總感覺時間不停的向前？」很顯然與人類的記憶是單向有關。為什麼是單向不是雙向？什麼決定是這個方向而不是相對的方向？這些問題超越了力學與相對論，將會在相對論之後詳細解說。

力學有一度認為宇宙像機械一樣運轉。未來的狀態是由現在與過去的狀態依照力學的定律演變而成。未來的狀態是注定的。量子論推翻了這個認知。四維空間對人類而言，涵蓋了前後、左右、上下、過去未來，人類在宏觀的所有組合。因此四維宇宙是靜態的。過去不會消逝，未來已經存在。宇宙的狀態是固定的，並且不與量子論衝突。這是四維空間真正的意義。