Съдържание
Представянето на света в различен брой измерения променя начина, по който възприемате всичко, включително време, пространство и дълбочина. Гледането на филм в 3D ви позволява да изпитате допълнителна дълбочина, която обикновено няма да можете да видите.
Лесно е да се мисли за разликата между две измерения и три измерения. Но това, което четири измерения би довело до това, не е толкова ясно. Важно е да се разбере какво означават учените и другите изследователи, когато говорят за различни измерения, за да определят по-добре разликите между три измерения и четири измерения.
3D срещу 4D
Нашият свят е в три пространствени измерения, ширина, дълбочина и височина, с четвърто измерение, което е временно (както в, измерението на времето). Учените и философите се чудеха и извършват проучвания какво би било четвъртото пространствено измерение. Тъй като тези изследователи не могат директно да наблюдават четвърто измерение, е още по-трудно да се намерят доказателства за това.
За да разберете по-добре какво би било четвърто измерение, можете да разгледате по-отблизо какво прави три измерения триизмерни и, следвайки тези идеи, да спекулирате какво ще бъде четвъртото измерение.
Дължината, ширината и височината съставляват трите измерения на нашия наблюдаем свят. Вие наблюдавате тези измерения чрез емпиричните данни, дадени ви от нашите сетива като зрение и слух. Можете да определите позициите на точки и посоки на вектори в нашето триизмерно пространство по протежение на референтна точка.
Можете да си представите този свят като триизмерен куб, който има три пространствени оси, отчитащи ширината, височината и дължината, движещи се напред и назад, нагоре и надолу, и наляво и надясно покрай времето, измерение, което не наблюдавате директно, но възприемате.
Когато сравняваме 3D с 4D, като имаме предвид тези наблюдения на триизмерния пространствен свят, четириизмерен куб би бил тесеракт, обект, който се движи в тези три измерения, които възприемате, заедно с четвърто измерение, което не можете.
Тези обекти се наричат също осемклетъчни, октахорони, тетракуби или четириизмерни хиперкуби и, докато те не могат да бъдат директно наблюдавани, те могат да бъдат формулирани в абстрактен смисъл.
4D сянка
Тъй като триизмерните същества хвърлят сянка върху двумерната повърхност на куба, това накара изследователите да спекулират, че четириизмерните обекти биха хвърлили триизмерна сянка. Поради тази причина е възможно да наблюдавате тази "сянка" в трите си пространствени измерения, дори ако не можете директно да наблюдавате четири измерения. Това би било 4d сянка.
Математикът Хенри Сегерман от държавния университет в Оклахома е създал и описал собствените си 4-мерни скулптури. Той е използвал пръстени за създаване на предмети с форма на додекаконтахрон, които са направени от 120 додекаедра, триизмерна форма с 12 лица на петоъгълник.
По същия начин, по който един измерен обект хвърля двуизмерна сянка, Сегерман твърди, че неговите скулптури са триизмерни сенки от четвъртото измерение.
Въпреки че тези примери за сенки не ви дават директни начини за наблюдение на четвъртото измерение, те са добър показател за това как да мислите за четвъртото измерение. Математиците често извеждат аналогията на мравка, ходеща върху лист хартия, като описва границите на възприятие по отношение на размерите.
Мравка, ходеща по повърхността на хартия, може да възприема само две измерения, но това не означава, че третото измерение не съществува. Това просто означава, че мравката може само директно да види две измерения и да заключи трето измерение чрез разсъждения за тези две измерения. По същия начин хората могат да спекулират с природата на четвъртите измерения, без да го възприемат пряко.
Разлика между 3D и 4D изображения
Четириизмерният кубски тесеракт е един пример за това как триизмерният свят, описан от x, y и z, може да се разпростира в четвърти. Математици, физици и други учени и изследователи могат да представят вектори в четвъртото измерение, използвайки четириизмерен вектор, който включва други променливи, като w.
Геометрията на обектите в четвъртото измерение е по-сложна, която включва 4-политопи, които са четириизмерни фигури. Тези обекти показват разликата между 3D и 4D изображения.
Някои професионалисти са използвали "четвъртото измерение", за да посочат добавяне на повече ефекти към форми на медии, които три измерения не могат да се поберат. Това включва „четириизмерни филми“, които променят атмосферата на театъра чрез температура, влажност, движение и всичко друго, което може да направи изживяването потапящо, сякаш е симулация на виртуална реалност.
По подобен начин, ултразвуковите изследователи, които изучават триизмерния ултразвук, понякога наричат "четвъртото измерение" като ултразвук, който носи зависим от времето аспект, както в, запис на живо от него. Тези методи разчитат на използването на време като четвърто измерение. Като такива те не отчитат четвъртото пространствено измерение, което тесерактите илюстрират.
4D форми
Създаването на 4D форми може да изглежда сложно, но има много начини за това. За да вземете за пример тесеракта, можете да изразите триизмерен куб по протежение на оста w, така че да има начална и крайна точка.
Представянето на това разширение ви казва, че tesseract е ограничен от осем кубика: шест от лицата на оригиналния куб и още две от началната и крайната точка на това разширение. По-внимателно изучаване на това разширение разкрива, че тесерактът е ограничен от 16 политопни върха, осем от началната позиция на куба и осем от крайната позиция.
Тесерактите също често се изобразяват с вариациите в четвъртото измерение, наложено върху самия куб. Тези проекции показват повърхностите, пресичащи се една друга, което прави нещата объркващи в триизмерния свят, но разчитайте на вашата перспектива в различаването на четирите измерения едно от друго.
Математиците вземат предвид границите на възприятие при създаването на изображения на тесеракти. По същия начин можете да видите триизмерната телена рамка на куб, за да видите лицата от другата страна, телените диаграми на тесеракт показват проекциите на страните на тесеракта, които не можете да наблюдавате директно, без да ги премахвате напълно от изглед.
Това означава, че въртенето или преместването на тесеракта може да разкрие тези скрити повърхности или части от тесеракта по същия начин, като въртенето на триизмерен куб може да ви покаже всичките му лица.
4-мерни същества
Как биха изглеждали съществата или животът в четири измерения, окупира учени и други професионалисти от десетилетия. Разказът на писателя Робърт Хайнлайнс от 1940 г. „И той построи крива къща“ включваше създаването на сграда във формата на тесеракт. Той включва земетресение, което разгражда четиримерната къща в разгънато състояние от осем различни кубчета.
Сценаристът Клиф Пиковър си представяше четириизмерните същества, хиперчувствията, като „балони с цвят на плът, които постоянно се променят по размер“. Тези същества биха ви се сторили като разединени парчета плът по същия начин, както двуизмерен свят би ви позволил да видите напречни сечения и останки от триизмерен.
Четиримерната форма на живот би могла да види вътре във вас по същия начин, както триизмерното същество може да вижда двуизмерно от всички ъгли и перспективи.
Бихте могли да опишете позициите на тези хипервръзки, като използвате четиримерни координати като (1, 1, 1, 1). Джон Д. Нортън от катедрата по история и философия на науката от Университета в Питсбърг обясни, че можете да стигнете до тези заключения за същността на четвъртото измерение, като задавате въпроси за това, което прави едно-, дву- и триизмерни обекти и явления начин те са и екстраполират в четвърто измерение.
Същество, което живееше в четвъртото измерение, може да има такъв вид "стереовизия", описа Нортън, за да визуализира четириизмерни изображения, без да се ограничава от трите измерения. Триизмерните изображения, които се движат заедно и отделно един от друг в три измерения, показват това ограничение.