Представянето на света в различен брой измерения променя начина, по който възприемате всичко, включително времето, пространството и дълбочините. Гледането на филм в 3D ви позволява да изпитате допълнителна дълбочина, която обикновено не бихте могли да видите.
Лесно е да се мисли за разликата между две измерения и три измерения. Но какво ще доведат четири измерения, не е толкова ясно. Важно е да се разбере какво имат предвид учените и другите изследователи, когато говорят за различни измерения, за да се 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 времево (както в, измерението на времето). Учени и философи са се чудили и провеждали изследвания за това 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 него.
За да разберете по-добре какво би било четвъртото измерение, можете да разгледате по-отблизо какво прави триизмерни триизмерни и, следвайки тези идеи, спекулират какво би имало четвърто измерение бъда.
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 референтна точка.
Можете да си представите този свят като триизмерен куб, който има три пространствени оси, които отчитат ширината, височината и дължината движейки се напред и назад, нагоре и надолу и наляво и надясно заедно с времето, измерение, което не наблюдавате директно, но възприемат.
При сравняване на 3D срещу 4D, като се имат предвид тези наблюдения на триизмерния пространствен свят, четириизмерен куб би бил a tesseract, обект, който се движи в тези три измерения, които вие възприемате заедно с четвърто измерение, което не можеш.
Тези обекти се наричат още осем клетки, октахорони, тетракуби или четиримерни хиперкуби и макар да не могат да бъдат наблюдавани директно, те могат да бъдат формулирани в абстрактен смисъл.
4D сянка
Тъй като триизмерните същества хвърлят сянка върху двуизмерната повърхност на куба, това е накарало изследователите да предполагат, че четиримерните обекти ще хвърлят 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 свои собствени 4-измерни скулптури. Той е използвал пръстени за създаване на обекти с форма на додекаконтахрон, които са направени от 120 додекаедри, триизмерна форма с 12 петоъгълни лица.
По същия начин, по който размерният 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 индикатор за това как да мислите за четвъртото измерение. Математиците често изтъкват аналогията на мравка, която ходи по лист хартия, описвайки границите на възприятие по отношение на измеренията.
Мравка, разхождаща се по повърхността на хартия, може да възприеме само две измерения, но това не означава, че третото измерение не съществува. Това просто означава, че мравката може директно да вижда само две измерения и да заключи за трето измерение чрез разсъждения за тези две измерения. По същия начин хората могат да спекулират с природата на четвъртите измерения, без да го възприемат директно.
Разлика между 3D и 4D изображения
Четириизмерният кубичен тесеракт е един пример за това как триизмерният свят, описан от x, y и z, може да се разшири 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 и включва 4-политопи, които са четиримерни фигури. Тези обекти показват разликата между 3D и 4D изображения.
Някои професионалисти са използвали „четвъртото измерение“, за да се позовават на добавянето на повече ефекти към формите на носители, които три измерения не могат да приемат. Това включва "четиримерни филми", които променят атмосферата на театъра чрез температура, влажност, движение и всичко друго, което може да направи преживяването завладяващо, сякаш е симулация на виртуална реалност.
По същия начин изследователите на ултразвук, които изучават триизмерния ултразвук, понякога наричат "четвъртото измерение" като ултразвук, който носи аспект, зависим от времето, като например запис на живо от него. Тези методи разчитат на използването на времето като четвърто измерение. Като такива, те не отчитат четвъртото пространствено измерение, което тесерактите илюстрират.
4D форми
Създаването на 4D фигури може да изглежда сложно, но има много начини да го направите. За да вземете за пример тесеракта, можете да изразите триизмерен куб по оста w, така че да има начална и крайна точка.
Представяйки си това разширение ви казва, че тесерактът е ограничен от осем куба: шест от челата на оригиналния куб и още два от началната и крайната точка на това разширение. Проучването 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, наложени на самия куб. Тези проекции показват повърхностите, които се пресичат една с друга, което прави нещата объркващи в триизмерен свят, но разчитайте на вашата перспектива, за да различите четирите измерения от едно друг.
Математиците вземат предвид границите на възприятие при създаването на образи на тесеракти. По същия начин, по който можете да видите триизмерната телена рамка на куб, за да видите лицата от другата страна, телените схеми на tesseract показва проекциите на страните на тесеракта, които не можете да наблюдавате директно, без да ги премахнете напълно изглед.
Това означава, че завъртането или преместването на тесеракта може да разкрие тези скрити повърхности или части от тесеракта по същия начин, по който въртенето на триизмерен куб може да ви покаже всичките му лица.
4-измерни същества
Как биха изглеждали съществата или животът в четири измерения е занимавал учени и други професионалисти от десетилетия. Разказът на писателя Робърт Хайнлайн от 1940 г. „И той построи крива къща“ включваше създаването на сграда във формата на тесеракт. Включва земетресение, което разбива четириизмерната къща в разгънато състояние от осем различни куба.
Сценаристът Клиф Пиковър си представяше четиримерните същества, хипербития, като „балони с телесен цвят, постоянно променящи се по размер“. Тези същества щяха да се появят за вас като откъснати парчета плът по същия начин, по който двуизмерният свят само ще ви позволи да видите напречни сечения и остатъци от триизмерна един.
Четириизмерната форма на живот би могла да вижда във вас по същия начин, както триизмерното същество може да види двуизмерна от всички ъгли и перспективи.
Можете да опишете позициите на тези хипер същества, като използвате четириизмерни координати като (1, 1, 1, 1). Джон Д. Отделът по история и философия на науката на Университета в Питсбърг обясни, че можете да стигнете до тези заключения относно естеството на четвърто измерение чрез задаване на въпроси какво прави едно-, дву- и триизмерните обекти и явления такива, каквито са и екстраполиране в четвърто измерение.
Същество, което е живяло в четвъртото измерение, може да има този вид "стереовизия", описва Нортън, за да визуализира четириизмерни изображения, без да бъде задържано от трите измерения. Триизмерните изображения, които се носят заедно и отделно едно от друго в три измерения, показват това ограничение.