Tartalom
A világ különböző dimenziókban történő elképzelése megváltoztatja, hogyan érzékel mindent, ideértve az időt, a helyet és a mélységeket is. A film 3D-s nézése lehetővé teszi egy olyan mélység megtapasztalását, amelyet általában nem tudna látni.
Könnyen gondolkodni lehet a két és a három dimenzió közötti különbségről. Az azonban, hogy mi a négy dimenzió, az nem egyértelmű. Fontos megérteni, hogy mit gondolnak a tudósok és más kutatók, amikor különféle dimenziókról beszélnek, hogy jobban meg lehessen határozni a három és a négy dimenzió közötti különbségeket.
3D és 4D
Világunk három térbeli dimenzióban, szélességben, mélységben és magasságban van, egy negyedik dimenzió időbeli (mint az idő dimenziója). A tudósok és a filozófusok azon gondolkodtak, és kutatást végeztek arról, hogy mi lenne a negyedik térbeli dimenzió. Mivel ezek a kutatók nem tudják közvetlenül megfigyelni a negyedik dimenziót, annál is nehezebb bizonyítékot találni erről.
A negyedik dimenzió jobb megértése érdekében közelebbről megnézheti, mi teszi a három dimenziót háromdimenziósvá, és ezeket az ötleteket követve eldöntheti, mi lenne a negyedik dimenzió.
A hosszúság, szélesség és magasság alkotja megfigyelhető világunk három dimenzióját. Ezeket a dimenziókat az érzékeink, például látás és hallás által adott empirikus adatok segítségével figyeli meg. Megadhatja a pontok helyzetét és a vektorok irányát a háromdimenziós térben a referenciapont mentén.
Elképzelheti ezt a világot egy háromdimenziós kockaként, amelynek három térbeli tengelye van, amelyek szélességét, magasságát és hosszát előre és hátra, fel és le, valamint az idő mellett balra és jobbra mozgatják, olyan dimenzióként, amelyet közvetlenül nem figyel, de érzékel.
Ha összehasonlítjuk a 3D-t a 4D-vel, figyelembe véve a háromdimenziós térbeli világ ezeket a megfigyeléseit, a négydimenziós kocka tesseraktum lenne, egy objektum, amely ezen a három dimenzióban mozog, és amelyet az észrevehető negyedik dimenzió mellett észlel.
Ezeket az objektumokat nyolcsejtes, oktachoronok, tetrakockák vagy négydimenziós hiperkockáknak is nevezik, és noha közvetlenül megfigyelhetők, elvont értelemben megfogalmazhatók.
4D árnyék
Mivel a háromdimenziós lények árnyékot vetnek a kocka kétdimenziós felületére, ez arra késztette a kutatókat, hogy a négydimenziós tárgyak háromdimenziós árnyékot dobjanak. Ezért meg lehet figyelni ezt a "árnyékot" a három térbeli dimenzióban, még akkor is, ha nem tudunk négy dimenziót közvetlenül megfigyelni. Ez egy 4d árnyék lenne.
Henry Segerman, az Oklahoma Állami Egyetem matematikus saját négydimenziós szobroit készítette és írta le. Gyűrűkkel dodecacontachron alakú tárgyakat készített, amelyek 120 dodekaéderből készültek, háromdimenziós alakban, 12 ötszög alakúak.
Ugyanígy, ahogyan egy dimenziós tárgy kétdimenziós árnyékot vet, Segerman azt állította, hogy szobrai a negyedik dimenzió háromdimenziós árnyéka.
Noha ezek az árnyékpéldák nem adnak közvetlen módot a negyedik dimenzió megfigyelésére, jó jelzés arra, hogyan kell gondolkodni a negyedik dimenzióról. A matematikusok gyakran felveszik a hangyán járó hangya analógiáját egy papírlapon, amikor leírják az érzékelés határait a méretekhez viszonyítva.
A hangya, amely a papír felületén jár, csak két dimenziót érzékelhet, de ez nem jelenti azt, hogy a harmadik dimenzió nem létezik. Ez azt jelenti, hogy a hangya csak közvetlenül láthatja a két dimenziót, és következtethet egy harmadik dimenzióra e két dimenzió megfontolása révén. Hasonlóképpen, az emberek spekulálhatnak a negyedik dimenzió természetéről anélkül, hogy közvetlenül megértenék.
Különbség a 3D és a 4D képek között
A négydimenziós kocka tesseraktum egy példa arra, hogyan lehet az x, y és z által leírt háromdimenziós világ egy negyedikké terjedni. A matematikusok, fizikusok és más tudósok és kutatók ábrázolhatják a negyedik dimenzióban levő vektorokat négydimenziós vektor felhasználásával, amely más változókat, például w-t tartalmaz.
A negyedik dimenzióban levő tárgyak geometriája összetettebb, beleértve a 4-polipepteket is, amelyek négydimenziós alakzatok. Ezek az objektumok megmutatják a különbséget a 3D és a 4D képek között.
Egyes szakemberek a „negyedik dimenziót” használják arra, hogy további hatásokat hozzanak létre olyan médiaformákhoz, amelyekben a három dimenzió nem megengedett. Ez magában foglalja a "négydimenziós filmeket", amelyek megváltoztatják a színház hangulatát hőmérséklet, páratartalom, mozgás és bármi más útján, ami az élményt magával ragadóvá teheti, mintha virtuális valóság szimuláció lenne.
Hasonlóképpen, a háromdimenziós ultrahangot kutató ultrahang kutatók néha a "negyedik dimenziót" ultrahangnak nevezik, amely időfüggő szempontot hordoz, mint például annak élő felvétele. Ezek a módszerek az idő negyedik dimenziójának használatát támasztják alá. Mint ilyenek, nem képezik a negyedik térbeli dimenziót, amelyet a tesserakták szemléltetnek.
4D alakzatok
A 4D alakzatok létrehozása bonyolultnak tűnhet, ám ennek számos módja van. A példaként a tesseraktum kifejezéséhez háromdimenziós kockát fejezhetünk ki a w tengely mentén úgy, hogy legyen egy kezdőpontja és egy végpontja.
Ha elképzeljük ezt a tágulást, azt mondjuk, hogy a tesseraktumot nyolc kocka korlátozza: hat az eredeti kocka felületétől, és kettő további e kibővítés kezdő és végpontjától. Ezt a kiterjedést közelebbről megvizsgálva kiderül, hogy a tesseraktumot 16 politope csúcs korlátozza, nyolc a kocka kiindulási helyzetéből és nyolc a véghelyzetből.
A próbaidőszakokat gyakran ábrázolják a negyedik dimenzió változásaival is, amelyeket maga a kocka vet ki. Ezek az előrejelzések az egymást keresztező felületeket mutatják, ami zavarossá teszi a háromdimenziós világban a dolgokat, de támaszkodik a perspektívara, amikor felismerik a négy dimenziót egymástól.
A matematikusok figyelembe veszik az észlelés határait a tesztrakták képeinek létrehozásakor. Ugyanígy tekintheti meg a kocka háromdimenziós huzalkeretet, hogy a másik oldal felületeit láthassa. A tesserakt huzaldiagramjai azt a tesserakt oldalát vetítik, amelyet közvetlenül nem tud megfigyelni, anélkül, hogy azokat teljesen eltávolítanák a nézetből.
Ez azt jelenti, hogy a tesserakt elforgatása vagy mozgatása felfedheti ezeket a rejtett felületeket vagy részeit ugyanúgy, ahogyan a háromdimenziós kocka forgatásával megmutathatja az összes arcát.
4-dimenziós lények
Milyen lények vagy élet néz ki négy dimenzióban, évtizedek óta foglalkoztatják a tudósokat és más szakembereket. Robert Heinleins 1940-es novellája "És épített egy görbe házat" teserakt alakú épület létrehozásával foglalkozott. Földrengés jár, amely a négydimenziós házat összebontja nyolc különböző kockának.
Cliff Pickover író négydimenziós lényeket, hiperlényeket úgy képzelt el, mint "hússzínű ballonok, amelyek állandóan változó méretűek". Ezek a lények úgy tűnnek számodra, mint leválasztott húsdarabok, ugyanúgy, ahogy a kétdimenziós világ csak háromdimenziós keresztmetszeteket és maradványokat láthat.
A négydimenziós életforma ugyanúgy láthatja benned, mint egy háromdimenziós lény minden szögből és perspektívából nézve egy kétdimenziós lényt.
Leírhatná ezen hipertelemek helyzetét négydimenziós koordinátákkal, például (1, 1, 1, 1). John D. Norton, a Pittsburgh-i Egyetem történelem és tudományfilozófia tanszék, elmagyarázta, hogy ezekre a következtetésekre juthat a negyedik dimenzió természetéről, ha kérdéseket tesz fel azzal, hogy mi teszi egy-, két- és háromdimenziós tárgyakat és jelenségeket vannak, és egy negyedik dimenzióba extrapolálják.
A negyedik dimenzióban élõ lénynek lehet ilyenfajta „sztereovision” - írta le Norton, a négydimenziós képek megjelenítéséhez anélkül, hogy a három dimenzió korlátozná őket. A háromdimenziós képek, amelyek egymástól és egymástól három dimenzióban sodródnak, megmutatják ezt a korlátozást.