Conţinut
Imaginarea lumii în diferite numere de dimensiuni schimbă modul în care percepi totul, inclusiv timpul, spațiul și profunzimile. Vizionarea unui film în 3D vă permite să experimentați o adâncime suplimentară pe care în mod normal nu o puteți vedea.
Este ușor să vă gândiți la diferența dintre două dimensiuni și trei dimensiuni. Dar ceea ce ar implica patru dimensiuni nu este atât de clar. Este important să înțelegeți ce înseamnă oamenii de știință și alți cercetători atunci când vorbesc despre dimensiuni diferite pentru a determina mai bine diferențele dintre trei dimensiuni și patru dimensiuni.
3D vs 4D
Lumea noastră este în trei dimensiuni spațiale, lățime, adâncime și înălțime, cu o a patra dimensiune care este temporală (ca și în, dimensiunea timpului). Oamenii de știință și filozofii s-au întrebat și au efectuat cercetări despre care va fi o a patra dimensiune spațială. Deoarece acești cercetători nu pot observa direct o a patra dimensiune, cu atât este mai dificil de găsit dovezi ale acesteia.
Pentru a înțelege mai bine cum ar fi o a patra dimensiune, puteți arunca o privire mai atentă asupra a ceea ce face trei dimensiuni în trei dimensiuni și, urmând aceste idei, să speculați despre ce ar fi o a patra dimensiune.
Lungimea, lățimea și înălțimea alcătuiesc cele trei dimensiuni ale lumii noastre observabile. Observați aceste dimensiuni prin datele empirice oferite de simțurile noastre precum viziunea și auzul. Puteți determina pozițiile punctelor și direcțiilor vectorilor în spațiul nostru tridimensional de-a lungul unui punct de referință.
Vă puteți imagina această lume ca un cub tridimensional care are trei axe spațiale, care reprezintă lățimea, înălțimea și lungimea care se deplasează înainte și înapoi, în sus și în jos, și stânga și dreapta alături de timp, o dimensiune pe care nu o observați direct, dar o percepeți.
Atunci când compară 3D vs. 4D, având în vedere aceste observații ale lumii spațiale tridimensionale, un cub în patru dimensiuni ar fi un tesseract, un obiect care se mișcă în aceste trei dimensiuni pe care le percepi alături de o a patra dimensiune pe care nu o poți.
Aceste obiecte sunt, de asemenea, numite opt celule, octachorons, tetracubi sau hipercubi în patru dimensiuni și, deși nu pot fi observate direct, ele pot fi formulate într-un sens abstract.
4D Shadow
Deoarece ființele tridimensionale aruncă o umbră pe suprafața bidimensională a cubului, acest lucru i-a determinat pe cercetători să speculeze că obiectele în patru dimensiuni ar arunca o umbră tridimensională. Din acest motiv, este posibil să observi această „umbră” în cele trei dimensiuni spațiale, chiar dacă nu poți observa direct patru dimensiuni. Aceasta ar fi o umbră 4d.
Matematicianul Henry Segerman de la Universitatea de Stat din Oklahoma și-a creat și descris propriile sculpturi în 4 dimensiuni. A folosit inele pentru a crea obiecte în formă de dodecacontron, care sunt realizate din 120 de dodecaedre, o formă tridimensională cu 12 fețe pentagonale.
În același mod în care un obiect dimensional aruncă o umbră bidimensională, Segerman a susținut că sculpturile sale sunt umbre tridimensionale de dimensiunea a patra.
Deși aceste exemple de umbre nu vă oferă modalități directe de a observa a patra dimensiune, ele sunt un bun indicator al modului de a gândi a patra dimensiune. Matematicienii adesea aduc analogia unei furnici care merge pe o bucată de hârtie în descrierea limitelor percepției în ceea ce privește dimensiunile.
O furnică care merge pe suprafața unei hârtii poate percepe doar două dimensiuni, dar asta nu înseamnă că a treia dimensiune nu există. Doar înseamnă că furnica poate vedea direct două dimensiuni și poate deduce o a treia dimensiune prin raționarea despre aceste două dimensiuni. În mod similar, oamenii pot specula asupra naturii celei de-a patra dimensiuni fără a o percepe direct.
Diferența dintre imaginile 3D și 4D
Terasera cubului cu patru dimensiuni este un exemplu al modului în care lumea tridimensională descrisă de x, y și z se poate extinde într-o a patra. Matematicienii, fizicienii și alți oameni de știință și cercetători pot reprezenta vectori în a patra dimensiune folosind un vector în patru dimensiuni care include alte variabile, cum ar fi w.
Geometria obiectelor din a patra dimensiune este mai complexă, care include 4 polipopi, care sunt figuri în patru dimensiuni. Aceste obiecte arată diferența dintre imaginile 3D și 4D.
Unii profesioniști au folosit „a patra dimensiune” pentru a se referi la adăugarea mai multor efecte la formele de suport pe care trei dimensiuni nu le pot adăuga. Aceasta include „filme în patru dimensiuni” care schimbă atmosfera teatrului prin temperatură, umiditate, mișcare și orice altceva care poate face experiența imersivă ca și cum ar fi o simulare a realității virtuale.
În mod similar, cercetătorii cu ultrasunete care studiază ecografia tridimensională se referă uneori la „a patra dimensiune” ca ultrasunete care poartă un aspect dependent de timp, ca de exemplu, o înregistrare în direct a acesteia. Aceste metode se bazează pe utilizarea timpului ca a patra dimensiune. Ca atare, nu țin cont de a patra dimensiune spațială pe care o ilustrează tesseractele.
Forme 4D
Crearea formelor 4D poate părea complicată, dar există multe moduri de a face acest lucru. Pentru a lua tesseractul ca exemplu, puteți exprima un cub tridimensional de-a lungul axei w astfel încât acesta să aibă un punct de plecare și un punct de sfârșit.
Imaginarea acestei expansiuni vă spune că tesatura este restricționată cu opt cuburi: șase de pe fețele cubului inițial și încă două din punctele de pornire și de sfârșit ale acestei expansiuni. Studierea acestei extinderi dezvăluie mai îndeaproape că tesseractul este restricționat de 16 vârfuri de polipop, opt de la poziția de început a cubului și opt de la poziția finală.
Decesele sunt, de asemenea, ilustrate adesea cu variațiile din a patra dimensiune impuse cubului în sine. Aceste proiecții arată suprafețele care se intersectează între ele, ceea ce face ca lucrurile să se confunde în lumea tridimensională, dar să te bazezi pe perspectiva ta în a discerne cele patru dimensiuni unele de altele.
Matematicienii iau în considerare limitele percepției în crearea de imagini cu materiale textile. În același mod în care puteți vizualiza cadrul de sârmă tridimensional al unui cub pentru a vedea fețele din cealaltă parte, diagramele de sârmă ale unui tesseract arată proiecțiile părților laterale ale tesseractului pe care nu le puteți observa direct, fără a le elimina complet din vedere.
Aceasta înseamnă că rotirea sau mișcarea tesseractului poate dezvălui aceste suprafețe ascunse sau părți ale tesseractului la fel cum rotirea unui cub tridimensional vă poate arăta toate fețele.
Ființe 4-dimensionale
Cum ar arăta ființele sau viața în patru dimensiuni au ocupat oameni de știință și alți profesioniști de zeci de ani. Scriitorul Robert Heinleins, povestea scurtă „Și a construit o casă strâmbă” a implicat crearea unei clădiri în formă de tesseract. Aceasta implică un cutremur care spulbește casa în patru dimensiuni într-o stare desfășurată de opt cuburi diferite.
Scriitorul Cliff Pickover și-a imaginat ființe în patru dimensiuni, hiperbeinguri, ca „baloane de culoarea cărnii în continuă schimbare ca mărime”. Aceste ființe ți s-ar părea ca niște bucăți de carne deconectate la fel cum o lume bidimensională te-ar lăsa să vezi doar secțiuni transversale și rămășițe ale unei dimensiuni tridimensionale.
Forma de viață în patru dimensiuni ar putea vedea în interiorul tău la fel cum o ființă tridimensională poate vedea una bidimensională din toate unghiurile și perspectivele.
Ați putea descrie pozițiile acestor hiperbaze folosind coordonate tridimensionale, cum ar fi (1, 1, 1, 1). John D. Norton de la departamentul de istorie și filozofie al științei de la Universitatea din Pittsburgh a explicat că puteți ajunge la aceste concluzii cu privire la natura celei de-a patra dimensiuni, punând întrebări despre ceea ce face obiectele și fenomenele unu, două și tridimensionale. ele sunt și extrapolează într-o a patra dimensiune.
O ființă care a trăit în a patra dimensiune poate avea acest tip de „stereoviziune”, a descris Norton, pentru a vizualiza imagini în patru dimensiuni, fără a fi restricționată de cele trei dimensiuni. Imaginile tridimensionale care se abate și se distanțează unele de altele în trei dimensiuni arată această limitare.