证明:$(1)$∵四边形$ABCD$是正方形
∴$∠B=90°,$$AD//BC$
∴$∠PAF=∠AEB$
∵$PF⊥AE$
∴$∠AFP=∠B=90°$
∵$∠PAF=∠AEB$
∴$△PFA∽△ABE$
$(2)$存在
∵点$E$是$BC$的中点
∴$BE=\frac 12BC=2$
∵四边形$ABCD$是正方形
∴$∠B=90°$
∴$AE=\sqrt {4^2+2^2}=2\sqrt 5$
$①$当$△FPE∽△BAE$时,$∠EPF=∠EAB$
∵$△PFA∽△ABE$
∴$∠APF=∠EAB$
∴$∠APF=∠EPF$
∵$PF⊥AE$
∴$PF $垂直平分$AE$
∴$AF=\frac 12AE$
∵$△PFA∽△ABE$
∴$\frac {AP}{EA}=\frac {AF}{EB},$即$\frac {x}{2\sqrt 5}=\frac {\sqrt 5}2$
∴$x=5$
$②$当$△FEP∽△BAE$时,$∠PEF=∠EAB$
∴$AB//EP$
∵点$E$是$BC$的中点
∴点$P $是$AD$的中点
∴$x=\frac 12×4=2$
综上所述,$x$的值为$5$或$2$