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数学中“4”的故事——四维
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在数学中提到“4”，很重要的一个概念就是“四维”。爱因斯坦在其提出的“狭义相对论”中认识到“我们的宇宙是四维时空”。四维时空指的就是三维空间加上一维时间。爱因斯坦的另一个学说“广义相对论”认为这个四维时空是扭曲的，也由此对重力加以说明。
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我们能够感知的空间只有横、竖、高三个维度，四维以上的空间是超出我们感知范围的。
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但是拜拓扑学（拓扑几何学）理论所赐，我们也能够理解四维以上形态的世界了。著名的“庞加莱猜想”就是拓扑学的定理。
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庞加莱本来是针对三维空间做出猜想，但是随着研究的发展，他发现这个猜想在“n次元”中都是成立的。
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1960年，美国数学家史蒂文·斯梅尔（1930～）证明了庞加莱猜想适用于五维以上空间。1981年，同为美国数学家的迈克尔·弗里德曼（1951～）证明了这个猜想对四维空间同样成立。
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弗里德曼关于“四维多样体拓扑学”的研究与英国数学家西蒙·唐纳森（1957～）对“异种四维空间”的发现有一定的联系。
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唐纳森作为一个数学家，却在这项研究中用到了“杨-米尔斯理论”这一粒子物理学理论，这一点着实令人惊讶。在2002年解决庞加莱猜想时，他也同样用到了这一理论。
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俄罗斯数学家格里高利·佩雷尔曼（1966～）也是靠着物理学上的研究巧妙地解决了“三维庞加莱猜想”。
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于是在数学和物理的世界中剩下的问题就是“四维”了。为什么我们的宇宙是四维的？让我们继续挑战这一数学和物理学中的谜团吧。
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生物学中“4”的故事——DNA
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科学的根源不正是宇宙的不可思议吗？而科学之眼在我们人类自身也找到了神奇的“4”的故事。
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生命体是由细胞构成的。细胞中有个被称作细胞核的部分，里面有染色体。从有“遗传学鼻祖”之称的孟德尔（1822～1884）进行豌豆杂交实验以来，人们就认为有“遗传传递物质”的存在。那就是染色体。染色体是DNA（脱氧核糖核酸）的集群。1953年，美国生物学家詹姆斯·沃森（1928～）和英国生物学家弗朗西斯·克里克（1916～2004）共同提出了DNA的双螺旋模型。
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构成DNA的有腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）这“四个碱基”。DNA上承载着对生命来说至关重要的蛋白质设计图，以四个碱基配对（genome sequences，在数学里sequence是数列的意思）的形式呈现。DNA四个碱基的配对也被称为“遗传暗号”。
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双螺旋模型
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我们人类的染色体中，常染色体有22对，共44条，性染色体有2条（女性为XX，男性为XY），加在一起一共有46条。其中所有的DNA都称为“人类基因组”。
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发现了双螺旋结构后，分子生物学倚仗电子计算机这个得力助手，逐渐解读出碱基配对。基因组配对也在DNA测序仪（遗传因子配对决定装置）的帮助下被解读出来。
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1990年，旨在将人类DNA所有约30亿碱基配对全部解读出来的“人类基因组计划”在美国展开。
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13年后，在2003年，这项人类的伟业终于达成了。人类基因组所有的碱基配对都被成功解读了出来。从沃森和克里克发现双螺旋模型以来，时间已经过去了50年。
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人们对遗传因子信息解读的研究形成了一门新的科学领域，被称为bioinformatics（生命信息学）。构成四个碱基的遗传因子信息完全是数码信息。可以说，生命科学必须要有计算机的辅助。
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以大规模计算来挑战生命之谜的时代已经开始了。
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握着宇宙神秘之匙的“4”。
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物理学、数学、生物学，无论哪个学科中都有关于“4”的故事，而且无论哪个故事，其中都隐含着宇宙和生命起源的谜题。
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