Predstavljanje sveta v različnih dimenzijah spremeni vaše dojemanje vsega, vključno s časom, prostorom in globinami. Gledanje filma v 3D vam omogoča, da doživite dodatno globino, ki je običajno ne bi mogli videti.
Preprosto je razmišljati o razliki med dvema in tremi dimenzijami. Toda kaj bi pomenile štiri dimenzije, ni tako jasno. Pomembno je razumeti, kaj mislijo znanstveniki in drugi raziskovalci, ko govorijo o različnih dimenzijah, da bi bolje ugotovili razlike med tremi in štirimi dimenzijami.
3D vs. 4D
Naš svet je v treh prostorskih dimenzijah, širini, globini in višini, s četrto dimenzijo, ki je časovna (kot v dimenziji časa). Znanstveniki in filozofi so se spraševali in raziskovali, kaj bi bila četrta prostorska dimenzija. Ker ti raziskovalci ne morejo neposredno opazovati četrte dimenzije, je toliko težje najti dokaze o njej.
Če želite bolje razumeti, kakšna bi bila četrta dimenzija, si lahko podrobneje ogledate, kaj naredi tridimenzionalne tridimenzionalne in po teh idejah ugibajo, kaj bi četrta dimenzija biti.
Dolžina, širina in višina tvorijo tri dimenzije našega opazovanega sveta. Te dimenzije opazujete z empiričnimi podatki, ki so vam jih dali naši čuti, kot sta vid in sluh. Položaj točk in smeri vektorjev lahko določite v našem tridimenzionalnem prostoru vzdolž referenčne točke.
Ta svet si lahko predstavljate kot tridimenzionalno kocko, ki ima tri prostorske osi, ki upoštevajo širino, višino in dolžino premikanje naprej in nazaj, gor in dol ter levo in desno ob času, dimenzija, ki je ne opazite neposredno zaznati.
Pri primerjavi 3D vs. 4D, glede na ta opazovanja tridimenzionalnega prostorskega sveta, bi bila štiridimenzionalna kocka a tesseract, predmet, ki se giblje v teh treh dimenzijah, ki jih zaznate skupaj s četrto dimenzijo, ki ne moreš.
Ti predmeti se imenujejo tudi osemcelice, oktahoroni, tetrakubi ali štiridimenzionalne hiperkube, in čeprav jih ni mogoče neposredno opazovati, jih je mogoče oblikovati v abstraktnem smislu.
4D senca
Ker tridimenzionalna bitja mečejo senco na dvodimenzionalno površino kocke, je to vodilo raziskovalce v domnevo, da bi štiridimenzionalni predmeti metali tridimenzionalno senco. Iz tega razloga je mogoče to "senco" opazovati v treh prostorskih dimenzijah, tudi če štirih dimenzij ne morete neposredno opazovati. To bi bila 4d senca.
Matematik Henry Segerman z Oklahoma State University je ustvaril in opisal svoje 4-dimenzionalne skulpture. Z obroči je ustvaril predmete v obliki dodekakontakrona, ki so izdelani iz 120 dodekaedrov, tridimenzionalne oblike z 12 pentagonskimi ploskvami.
Na enak način kot dimenzijski predmet meče dvodimenzionalno senco, je Segerman trdil, da so njegove skulpture tridimenzionalne sence četrte dimenzije.
Čeprav ti primeri senc ne dajejo neposrednih načinov opazovanja četrte dimenzije, so dober pokazatelj, kako razmišljati o četrti dimenziji. Matematiki pogosto pripravijo analogijo mravlje, ki hodi po papirju in opisuje meje zaznavanja glede dimenzij.
Mravlja, ki hodi po površini papirja, lahko zazna le dve dimenziji, vendar to ne pomeni, da tretja dimenzija ne obstaja. To samo pomeni, da mravlja lahko samo vidi dve dimenziji in sklepa o tretji dimenziji z razmišljanjem o teh dveh dimenzijah. Podobno lahko ljudje ugibajo o naravi četrtih dimenzij, ne da bi jo neposredno zaznali.
Razlika med 3D in 4D slikami
Štiridimenzionalna kocka tesseract je primer, kako se lahko tridimenzionalni svet, ki ga opisujejo x, y in z, razširi v četrtega. Matematiki, fiziki in drugi znanstveniki in raziskovalci lahko predstavljajo vektorje v četrti dimenziji s pomočjo štiridimenzionalnega vektorja, ki vključuje druge spremenljivke, kot je w.
Geometrija predmetov v četrti dimenziji je bolj zapletena, saj vključuje 4-politope, ki so štiridimenzionalne figure. Ti predmeti prikazujejo razliko med 3D in 4D slikami.
Nekateri strokovnjaki so se s "četrto dimenzijo" sklicevali na dodajanje več učinkov oblikam medijev, ki jih tri dimenzije ne morejo prilagoditi. Sem spadajo "štiridimenzionalni filmi", ki spreminjajo ambient gledališča s temperaturo, vlago, gibanje in karkoli drugega, kar lahko naredi izkušnjo poglobljeno, kot da bi šlo za simulacijo navidezne resničnosti.
Podobno raziskovalci ultrazvoka, ki preučujejo tridimenzionalni ultrazvok, včasih omenjajo "četrto dimenzijo" kot ultrazvok, ki ima časovno odvisen vidik, na primer v njegovem neposrednem snemanju. Te metode temeljijo na uporabi časa kot četrte dimenzije. Kot taki ne upoštevajo četrte prostorske dimenzije, ki jo ponazarjajo teserakti.
4D oblike
Ustvarjanje 4D oblik se morda zdi zapleteno, vendar obstaja veliko načinov za to. Če vzamemo za primer tesseract, lahko izrazimo tridimenzionalno kocko vzdolž osi w tako, da ima začetno in končno točko.
Če si predstavljamo to razširitev, vam pove, da je tesseract omejen z osmimi kockami: šestimi od obrazov prvotne kocke in še dvema od začetne in končne točke te razširitve. Če natančneje preučimo to širitev, razkrijemo, da je tesseract omejen s 16 politopskimi oglišči, osem iz začetnega položaja kocke in osem iz končnega položaja.
Tesseracts so pogosto upodobljeni tudi s spremembami četrte dimenzije, ki so naložene sami kocki. Te projekcije prikazujejo površine, ki se sekajo, zaradi česar so stvari v tridimenzionalni svet, pri zaznavanju štirih dimenzij iz ene pa se zanesite na svojo perspektivo drugo.
Matematiki pri ustvarjanju podob teseraktov upoštevajo meje zaznavanja. Na enak način si lahko ogledate tridimenzionalni žični okvir kocke, da vidite obraze na drugi strani, žične diagrame tesseract prikaže projekcije strani tesseracta, ki jih ne morete neposredno opazovati, ne da bi jih popolnoma odstranili pogled.
To pomeni, da lahko vrtenje ali premikanje tesseracta razkrije te skrite površine ali dele tesseracta na enak način kot vrtenje tridimenzionalne kocke lahko pokaže vse njegove obraze.
4-dimenzionalna bitja
Kako bi bilo videti življenje ali življenje v štirih dimenzijah, že desetletja zaseda znanstvenike in druge strokovnjake. Kratka zgodba pisatelja Roberta Heinleina iz leta 1940 "In zgradil je krivo hišo" je vključevala ustvarjanje stavbe v obliki tesserakta. Gre za potres, ki razbije štiridimenzionalno hišo v razgrnjenem stanju osmih različnih kock.
Pisatelj Cliff Pickover si je štiridimenzionalna bitja, hiperbebe, predstavljal kot "balone v mesni barvi, ki se nenehno spreminjajo." Ta bitja bi se pojavila za vas kot ločene koščke mesa na enak način, kot bi vam dvodimenzionalni svet le omogočil, da vidite prereze in ostanke tridimenzionalnega eno.
Štiridimenzionalna življenjska oblika lahko vidi v vas enako, kot lahko tridimenzionalno bitje vidi dvodimenzionalno iz vseh zornih kotov in perspektiv.
Položaje teh hiperbegov lahko opišete s pomočjo štiridimenzionalnih koordinat, kot je (1, 1, 1, 1). John D. Norton z oddelka za zgodovino in filozofijo znanosti Univerze v Pittsburghu je pojasnil, da lahko do teh zaključkov pridete glede narave četrto dimenzijo z zastavljanjem vprašanj, kaj naredi eno-, dvodimenzionalne in tridimenzionalne predmete in pojave takšne, kot so, in ekstrapolacijo v četrto dimenzija.
Bitje, ki je živelo v četrti dimenziji, ima lahko takšno "stereovizijo", je opisal Norton, da vizualizira štiridimenzionalne slike, ne da bi jih tri dimenzije omejevale. Tridimenzionalne slike, ki se v treh dimenzijah premikajo med seboj in ločujejo druga od druge, kažejo to omejitev.