Zamišljanje svijeta u različitom broju dimenzija mijenja način na koji sve doživljavate, uključujući vrijeme, prostor i dubine. Gledanje filma u 3D-u omogućuje vam dodavanje dubine koju obično ne biste mogli vidjeti.
Lako je razmišljati o razlici između dvije i tri dimenzije. Ali što bi sve četiri dimenzije podrazumijevale, nije tako jasno. Važno je razumjeti što znanstvenici i drugi istraživači misle kada govore o različitim dimenzijama kako bi se bolje utvrdile razlike između tri i četiri dimenzije.
3D vs. 4D
Naš se svijet nalazi u tri prostorne dimenzije, širini, dubini i visini, s četvrtom dimenzijom koja je vremenska (kao u dimenziji vremena). Znanstvenici i filozofi pitali su se i izvodili istraživanja koja bi bila četvrta prostorna dimenzija. Budući da ovi istraživači ne mogu izravno promatrati četvrtu dimenziju, utoliko je teže pronaći dokaze o tome.
Da biste bolje razumjeli kakva bi bila četvrta dimenzija, možete pobliže pogledati što čini trodimenzionalne trodimenzionalne i slijedeći ove ideje nagađaju što bi četvrta dimenzija biti.
Duljina, širina i visina čine tri dimenzije našeg promatranog svijeta. Te dimenzije promatrate kroz empirijske podatke koje su vam dala naša osjetila poput vida i sluha. Možete odrediti položaje točaka i smjerove vektora u našem trodimenzionalnom prostoru duž referentne točke.
Možete zamisliti ovaj svijet kao trodimenzionalnu kocku koja ima tri prostorne osi koje uzimaju u obzir širinu, visinu i duljinu kretanje naprijed i natrag, gore i dolje, te lijevo i desno zajedno s vremenom, dimenzija koju izravno ne promatrate opažati.
Kada se uspoređuju 3D vs. 4D, s obzirom na ova promatranja trodimenzionalnog prostornog svijeta, četverodimenzionalna kocka bi bila tesseract, objekt koji se kreće u ove tri dimenzije koje vi opažate uz četvrtu dimenziju koja ne možeš.
Ti se objekti nazivaju i osmoćelijama, oktahoronima, tetrakubima ili četverodimenzionalnim hiperkockama i, iako se ne mogu izravno promatrati, mogu se formulirati u apstraktnom smislu.
4D sjena
Budući da trodimenzionalna bića bacaju sjenu na dvodimenzionalnu površinu kocke, to je navelo istraživače da pretpostavljaju da bi četverodimenzionalni objekti bacali trodimenzionalnu sjenu. Iz tog razloga moguće je promatrati ovu "sjenu" u vaše tri prostorne dimenzije, čak i ako ne možete izravno promatrati četiri dimenzije. Ovo bi bila 4d sjena.
Matematičar Henry Segerman sa Državnog sveučilišta Oklahoma stvorio je i opisao svoje vlastite četverodimenzionalne skulpture. Pomoću prstenova stvorio je predmete u obliku dodekakontakrona koji su izrađeni od 120 dodekaedra, trodimenzionalnog oblika s 12 stranica petougla.
Na isti način na koji dimenzionalni objekt baca dvodimenzionalnu sjenu, Segerman je tvrdio da su njegove skulpture trodimenzionalne sjene četvrte dimenzije.
Iako vam ovi primjeri sjena ne daju izravne načine promatranja četvrte dimenzije, oni su dobar pokazatelj kako razmišljati o četvrtoj dimenziji. Matematičari često iznose analogiju mrava koji hoda po papiru opisujući granice percepcije s obzirom na dimenzije.
Mrav koji hoda površinom papira može uočiti samo dvije dimenzije, ali to ne znači da treća dimenzija ne postoji. To samo znači da mrav može samo izravno vidjeti dvije dimenzije i zaključiti treću dimenziju kroz razmišljanje o ove dvije dimenzije. Slično tome, ljudi mogu nagađati o prirodi četvrtih dimenzija, a da je izravno ne percipiraju.
Razlika između 3D i 4D slika
Teserakt četverodimenzionalne kocke jedan je od primjera kako se trodimenzionalni svijet opisan x, y i z može proširiti u četvrti. Matematičari, fizičari i drugi znanstvenici i istraživači mogu predstavljati vektore u četvrtoj dimenziji pomoću četverodimenzionalnog vektora koji uključuje druge varijable poput w.
Geometrija objekata u četvrtoj dimenziji složenija je koja uključuje 4-politope, koji su četverodimenzionalne figure. Ti objekti pokazuju razliku između 3D i 4D slika.
Neki su stručnjaci koristili "četvrtu dimenziju" kako bi se pozvali na dodavanje više efekata oblicima medija kojima se tri dimenzije ne mogu prilagoditi. To uključuje "četverodimenzionalne filmove" koji mijenjaju ambijent kazališta kroz temperaturu, vlagu, pokret i bilo što drugo što iskustvo može učiniti uronjenim kao da je simulacija virtualne stvarnosti.
Slično tome, istraživači ultrazvuka koji proučavaju trodimenzionalni ultrazvuk ponekad nazivaju "četvrtu dimenziju" ultrazvukom koji nosi aspekt ovisan o vremenu, kao u njegovom snimanju uživo. Te se metode oslanjaju na korištenje vremena kao četvrte dimenzije. Kao takvi, oni ne uzimaju u obzir četvrtu prostornu dimenziju koju teserakti ilustriraju.
4D oblici
Stvaranje 4D oblika može se činiti složenim, ali postoji mnogo načina za to. Da uzmemo tesseract kao primjer, možete izraziti trodimenzionalnu kocku duž osi w tako da ima početnu i završnu točku.
Zamišljanje ovog proširenja govori vam da je tesseract ograničen s osam kockica: šest s lica izvorne kocke i još dvije s početne i završne točke ovog proširenja. Pobliže proučavanje ovog širenja otkriva da je tesseract ograničen sa 16 vrhova politopa, osam s početnog položaja kocke i osam s krajnjeg položaja.
Teserakti se također često prikazuju s varijacijama četvrte dimenzije nametnutim samoj kocki. Te projekcije pokazuju površine koje se međusobno sijeku, što stvari čini zbunjujućima trodimenzionalni svijet, ali oslanjajte se na svoju perspektivu u razlikovanju četiri dimenzije iz jedne još.
Matematičari uzimaju u obzir ograničenja percepcije pri stvaranju slika teserakata. Na isti način na koji možete vidjeti trodimenzionalni žičani okvir kocke da biste vidjeli lica s druge strane, žice dijagrama tesseract prikazuju projekcije stranica tesseracta koje ne možete izravno promatrati bez da ih u potpunosti uklonite pogled.
To znači da rotiranje ili pomicanje tesseracta može otkriti ove skrivene površine ili dijelove tesseracta na isti način na koji okretanje trodimenzionalne kocke može pokazati sva njegova lica.
4-dimenzionalna bića
Kako bi bića ili život izgledali u četiri dimenzije desetljećima su okupirali znanstvenike i druge profesionalce. Kratka priča književnika Roberta Heinleina "I sagradio je krivu kuću" iz 1940. godine uključivala je stvaranje zgrade u obliku tesseracta. Uključuje potres koji razbija četverodimenzionalnu kuću u rasklopljeno stanje od osam različitih kockica.
Književnik Cliff Pickover zamišljao je četverodimenzionalna bića, hiperbebe, kao "balone boje mesa koji se neprestano mijenjaju u veličini". Ta bi se bića pojavila za vas kao odvojene dijelove mesa na isti način na koji bi vam dvodimenzionalni svijet samo omogućio da vidite presjeke i ostatke trodimenzionalnog jedan.
Četverodimenzionalni oblik života mogao je vidjeti u vama na isti način na koji trodimenzionalno biće može vidjeti dvodimenzionalno iz svih kutova i perspektiva.
Položaj tih hiperbeinga mogli biste opisati pomoću četverodimenzionalnih koordinata poput (1, 1, 1, 1). John D. Norton sa odsjeka za povijest i filozofiju znanosti Sveučilišta u Pittsburghu objasnio je da do ovih zaključaka možete doći o prirodi četvrta dimenzija postavljanjem pitanja o tome što jedno-, dvodimenzionalne i trodimenzionalne objekte i pojave čini takvima kakvi jesu i ekstrapoliranjem u četvrtu dimenzija.
Biće koje je živjelo u četvrtoj dimenziji može imati ovu vrstu "stereovizije", opisao je Norton, kako bi vizualiziralo četverodimenzionalne slike, a da ih tri dimenzije ne sputavaju. Trodimenzionalne slike koje se udaljavaju i međusobno se razdvajaju u tri dimenzije pokazuju ovo ograničenje.