Mi a különbség a 4-D és a 3-D között?

Ha a világot különböző dimenziókban képzeli el, megváltozik, hogyan érzékel mindent, beleértve az időt, a teret és a mélységet. A film 3D-ben történő megtekintésével olyan mélységet tapasztalhat, amelyet általában nem látna.

Könnyű belegondolni a két dimenzió és a három dimenzió közötti különbségbe. De hogy ez a négy dimenzió mit jelentene, az nem egyértelmű. Fontos megérteni, hogy mit értenek a tudósok és más kutatók, amikor különböző dimenziókról beszélnek, hogy jobban meghatározzák a három dimenzió és a négy dimenzió közötti különbségeket.

Világunk három térbeli dimenzióban, szélességben, mélységben és magasságban van, egy negyedik dimenzióval, amely időbeli (mint az idő dimenziójában). A tudósok és filozófusok azon tűnődtek és végeztek kutatásokat, hogy mi lenne a negyedik térdimenzió. Mivel ezek a kutatók nem tudják közvetlenül megfigyelni a negyedik dimenziót, annál nehezebb bizonyítékot találni rá.

Annak érdekében, hogy jobban megértsük, milyen lenne a negyedik dimenzió, alaposabban megvizsgálhatja, mi teszi három dimenzió háromdimenziós, és ezeket az ötleteket követve spekuláljon arra, hogy mi lenne a negyedik dimenzió lenni.

A hossz, a szélesség és a magasság alkotja megfigyelhető világunk három dimenzióját. Ezeket a dimenziókat az érzékszerveink, például a látás és a hallás által adott empirikus adatokon keresztül figyeli meg. Meghatározhatja a pontok és a vektorok irányait a háromdimenziós térben egy referenciapont mentén.

Elképzelheti ezt a világot háromdimenziós kockaként, amelynek három térbeli tengelye van, amelyek figyelembe veszik a szélességet, a magasságot és a hosszúságot halad előre és hátra, fel és le, valamint balra és jobbra az idő mellett, ezt a dimenziót nem közvetlenül figyeli, hanem érzékelni.

A 3D vs. A 4D. Ábrán a háromdimenziós térvilág ezen megfigyelései alapján egy négydimenziós kocka a tesseract, egy tárgy, amely ebben a három dimenzióban mozog, és amelyet egy negyedik dimenzió mellett érzékel nem teheti.

Ezeket az objektumokat nyolc sejtnek, oktachoronnak, tetracubának vagy négydimenziós hiperkockának is nevezik, és bár közvetlenül nem figyelhetők meg, absztrakt értelemben is megfogalmazhatók.

Mivel a háromdimenziós lények árnyékot vetnek a kocka kétdimenziós felületére, ez arra késztette a kutatókat, hogy a négydimenziós tárgyak háromdimenziós árnyékot vetnek. Emiatt lehetséges megfigyelni ezt az "árnyékot" a három térdimenziójában akkor is, ha négy dimenziót nem tud közvetlenül megfigyelni. Ez egy 4d-s árnyék lenne.

Henry Segerman matematikus, az Oklahoma Állami Egyetem saját 4-dimenziós szobrait készítette és írta le. Gyűrűk segítségével dodekakontakron alakú tárgyakat készített, amelyek 120 dodekaéderből állnak, háromdimenziós formában, 12 ötszöggel.

Ugyanúgy, ahogy egy dimenziós tárgy kétdimenziós árnyékot vet, Segerman azt állította, hogy szobrai a negyedik dimenzió háromdimenziós árnyékai.

Bár ezek az árnyékpéldák nem adnak közvetlen módszert a negyedik dimenzió megfigyelésére, jól mutatják, hogyan kell gondolkodni a negyedik dimenzióról. A matematikusok gyakran felvetik egy papíron sétáló hangya hasonlatát, amikor leírják az érzékelés határait a dimenziók tekintetében.

A papír felületén sétáló hangya csak két dimenziót képes érzékelni, de ez nem azt jelenti, hogy a harmadik dimenzió nem létezik. Ez csak azt jelenti, hogy a hangya csak közvetlenül láthat két dimenziót, és következtetni tud egy harmadik dimenzióra e két dimenzió érvelésével. Hasonlóképpen, az emberek anélkül spekulálhatnak a negyedik dimenziók természetéről, hogy közvetlenül észlelnék azt.

A négydimenziós kocka-tesserakt egy példa arra, hogy az x, y és z által leírt háromdimenziós világ átterjedhet negyedikre. Matematikusok, fizikusok és más tudósok és kutatók négy dimenziós vektor segítségével reprezentálhatják a vektorokat a negyedik dimenzióban, amelyek tartalmaznak egy másik változót, például w-t.

A negyedik dimenzióban lévő objektumok geometriája összetettebb, amely magában foglalja a 4-politópokat, amelyek négydimenziós ábrák. Ezek az objektumok megmutatják a 3D és 4D képek közötti különbséget.

Egyes szakemberek a "negyedik dimenziót" arra használták, hogy további effektusokkal egészítsék ki azokat a médiaformákat, amelyeket három dimenzió nem képes befogadni. Ide tartoznak a „négydimenziós filmek” is, amelyek hőmérséklet, páratartalom, mozgás és bármi más, ami az élményt magával ragadóvá teheti, mintha egy virtuális valóság szimulációról lenne szó.

Hasonlóképpen, a háromdimenziós ultrahangot kutató ultrahangkutatók néha ultrahangként emlegetik a "negyedik dimenziót", amely időfüggő aspektust hordoz, akárcsak annak élő felvétele. Ezek a módszerek az idő negyedik dimenzióként való felhasználására támaszkodnak. Mint ilyen, nem számolnak a negyedik térdimenzióval, amelyet a tesseracts szemléltet.

A 4D alakzatok létrehozása bonyolultnak tűnhet, de ennek számos módja van. A tesseract példaként véve háromdimenziós kockát fejezhetünk ki a w tengely mentén úgy, hogy annak legyen kiindulási és végpontja.

Ennek a kiterjesztésnek az elképzelése azt mondja neked, hogy a tesseractot nyolc kocka korlátozza: hat az eredeti kocka felületeitől és még kettő e kiterjesztés kezdő és végpontjától. Ennek a terjeszkedésnek a tanulmányozása során kiderül, hogy a tesseraktát 16 politop csúcs korlátozza, nyolcat a kocka kiindulási helyzetéből és nyolcat a véghelyzetből.

A Tesseractokat gyakran ábrázolják a negyedik dimenzió variációival, amelyeket magára a kockára vetnek. Ezek az előrejelzések azt mutatják, hogy a felületek egymást metszik, ami zavaróvá teszi a dolgokat a háromdimenziós világot, de támaszkodjon a perspektívájára, ha a négy dimenziót egyből megkülönbözteti egy másik.

A matematikusok figyelembe veszik az érzékelés korlátait a tesseract képek készítésénél. Ugyanúgy tekintheti meg a kocka háromdimenziós huzalkeretét, hogy lássa a másik oldalon lévő arcokat, a A tesseract megmutatja a tesseract oldalainak vetületeit, amelyeket közvetlenül nem lehet megfigyelni anélkül, hogy teljesen eltávolítaná őket Kilátás.

Ez azt jelenti, hogy a tesseract elforgatása vagy mozgatása felfedheti ezeket a rejtett felületeket vagy részeket ugyanúgy, ahogy a háromdimenziós kocka elforgatása megmutatja az összes arcát.

Hogy a lények vagy az élet hogyan néz ki négy dimenzióban, évtizedek óta foglalkoztatja a tudósokat és más szakembereket. Robert Heinlein író 1940-es "És görbe házat épített" novellája egy tesserakt alakú épület létrehozásával járt. Olyan földrengéssel jár, amely széttöri a négydimenziós házat kibontott állapotban, nyolc különböző kockából.

Cliff Pickover író négydimenziós lényeket, hiperlényeket képzelt el, mint "állandóan változó méretű hússzínű lufik". Ezek a lények megjelennek számodra, mint leválasztott húsdarabok, ugyanúgy, ahogy a kétdimenziós világ csak egy háromdimenziós keresztmetszetet és maradványt enged meg egy.

A négydimenziós életforma ugyanúgy láthat benned, mint egy háromdimenziós lény, minden szögből és perspektívából nézve kétdimenziós.

Leírhatná ezeknek a hiperlényeknek a helyzetét négydimenziós koordinátákkal, például (1, 1, 1, 1). John D. Norton, a Pittsburghi Egyetem történelem és tudományfilozófia szakának elmagyarázta, hogy ezekre a következtetésekre juthat a negyedik dimenzió azáltal, hogy kérdéseket tesz fel arról, mi teszi az egy-, két- és háromdimenziós tárgyakat és jelenségeket olyanná, amilyenek, és egy negyedikdé extrapolálódik dimenzió.

A negyedik dimenzióban élő lénynek ilyenfajta "sztereovíziója" lehet - írta Norton -, hogy négydimenziós képeket jelenítsen meg, anélkül, hogy a három dimenzió visszatartaná. Háromdimenziós képek, amelyek három dimenzióban sodródnak össze és különválnak egymástól, ezt a korlátozást mutatják.