Meilleure réponse
Que sont 1d, 2d, 3d et 4d? Comment le comprend-il facilement par un débutant?
Les trois premières dimensions sont relativement simples dans notre expérience ordinaire de la géométrie.
- Longueur / Distance: La géométrie unidimensionnelle serait limitée aux points dune ligne. Les pouces, les mètres, les distinctions de plus près ou de plus loin, etc. sont des mesures de distance ou de longueur.
- Largeur / Surface: Des géométries bidimensionnelles sont exprimées comme des plans plats qui ont une longueur et une largeur mais pas de profondeur. Une ombre est un exemple dapparence bidimensionnelle. Les formes 2D sont généralement mesurées en unités carrées, telles que cm ^ 2 ou dautres comme les acres.
- Profondeur / Volume: Ajout de géométries en trois dimensions la dimension de profondeur ou de hauteur pour quils décrivent des objets avec du volume. Le volume ne doit pas être confondu avec le poids car deux objets peuvent avoir le même volume mais lun peut être beaucoup plus lourd que lautre. Un gallon de mercure est beaucoup plus lourd quun gallon de lait. Les mesures 3D incluent les unités cubes cm ^ 3, pintes, pintes, cuillères à soupe et litres.
Comme beaucoup de gens, jai grandi en pensant à le temps comme « la quatrième dimension ». Cest une notion dont on peut dire quelle remonte avant Einstein, car les physiciens représentaient déjà le temps dans des formules comme une variable unidimensionnelle, t.
La chronologie, comme la droite numérique, est un axe de points successifs, mais contrairement à une règle, la dimension quune horloge mesure ne persiste pas dans notre expérience immédiate. Au lieu de cela, nous pensons aux flux temporels ou aux lignes temporelles qui se déplacent dans une séquence linéaire qui ne peut pas être vue en même temps comme les emplacements spatiaux peuvent lêtre. Nous déduisons le passage du temps en conservant des enregistrements et des appareils tels que des minuteries, des horloges et des calendriers qui utilisent des unités telles que les années, les heures, les minutes et les secondes.
- 4. Espace-temps / Gravité : après Einstein, le concept de temps est devenu inextricablement lié à lespace, résultant en lespace-temps. Lespace-temps est une conséquence logique de la constance de la vitesse de la lumière pour tous les observateurs, et la gravité peut être conçue comme des distorsions dans ce continuum de mesure publique universelle. La gravité de la Terre, par exemple, nest pas une force tirant des objets à travers un espace vide, mais une caractéristique des relations spatiales et temporelles elles-mêmes: une conséquence de la façon dont le mouvement et la vitesse de la lumière sont définis et traduits dans différents cadres de référence. (Voir Transformation de Lorentz )
Cet extrait explique la compréhension dEinstein:
Les lois de la physique et la vitesse de la lumière doit être la même pour tous les observateurs se déplaçant uniformément, quel que soit leur état de mouvement relatif. Pour que cela soit vrai, lespace et le temps ne peuvent plus être indépendants. Au contraire, ils sont «convertis» les uns dans les autres de manière à maintenir la vitesse de la lumière constante pour tous les observateurs. (Cest pourquoi les objets en mouvement semblent rétrécir, comme le soupçonnent FitzGerald et Lorentz, et pourquoi les observateurs en mouvement peuvent mesurer le temps différemment, comme spéculé par Poincaré.) Lespace et le temps sont relatifs (cest-à-dire quils dépendent du mouvement de lobservateur qui les mesure) – et la lumière est plus fondamentale que lun ou lautre. Cest la base de la théorie de la relativité restreinte dEinstein (« spécial » fait référence à la restriction au mouvement uniforme).
Einstein na pas tout à fait terminé le travail, cependant. Contrairement à la croyance populaire, il la fait not tirer la conclusion que lespace et le temps peuvent être considérés comme des composants dun seul tissu despace-temps à quatre dimensions. Cette idée est venue dHermann Minkowski (1864-1909), qui lannonça dans un colloque de 1908 avec les mots dramatiques: «Désormais lespace par lui-même, et le temps par lui-même, sont voués à disparaître en de simples ombres, et seule une sorte dunion des deux conservera une réalité indépendante …
Einstein a dabord rejeté linterprétation quadridimensionnelle de Minkowski de sa théorie comme une « connaissance superflue » (Abraham Pais, Subtil is the Lord … À son honneur, cependant, il a changé davis rapidement. Le langage de lespace-temps (connu techniquement sous le nom de mathématiques tensorielles) sest avéré essentiel dans la dérivée sa théorie de la relativité générale.
Cependant, la physique de lespace-temps peut être considérée séparément dun modèle du temps, qui nest pas tant une quatrième dimension que ce serait une dimension n +1, où n est nimporte quelle dimension de lespace. Un dessin animé peut être bidimensionnel, mais il a un début, un milieu et une fin, de sorte quau lieu dune quatrième dimension, le temps de dessin animé nest quune troisième, ou dimension 2 + 1.Il peut être plus correct de penser en fin de compte au temps ou à lexpérience comme la proto-dimension primordiale à travers laquelle non seulement toutes les autres dimensions, mais la dimensionnalité elle-même sont hébergées.
Les concepts de 1d, 2d, 3d et 4d sont alors en réalité des abstractions mathématiques utilisées dans la modélisation de tout phénomène ayant de multiples sens de lordre. Lorsquils sont appliqués à la physique, ils peuvent être considérés comme trois vecteurs spatialement énumérables et un vecteur relativiste spatio-temporel. Avec la théorie des cordes, il pourrait y avoir plusieurs dimensions physiques plus compactées qui sont si petites que nous ne pouvons pas les détecter. Il y a le concept dun tesseract ou dun hypercube qui a la même relation avec un cube quun cube fait avec un carré. Un tesseract réel ne serait pas possible de construire avec nos corps 3D, mais nous pouvons en construire une représentation 3D, ou en dessiner une représentation 3D.
« La quatrième dimension peut désigner le temps comme une autre dimension, ainsi que la longueur, la largeur et la profondeur. Cette idée du temps comme quatrième dimension est généralement attribuée à la » théorie de la relativité spéciale « proposée en 1905 par le Physicien allemand Albert Einstein (1879-1955). Cependant, lidée que le temps est une dimension remonte au XIXe siècle, comme on le voit dans le roman The Time Machine (1895) de lauteur britannique HG Wells (1866-1946), dans lequel un scientifique invente une machine qui lui permet de voyager à différentes époques, y compris dans le futur. Les cubistes ne connaissaient peut-être pas la théorie dEinstein, mais étaient conscients de la idée populaire du voyage dans le temps. Ils ont également compris la géométrie non euclidienne, dont les artistes Albert Gleizes et Jean Metzinger ont discuté dans leur livre Cubisme (1912). Là, ils mentionnent le mathématicien allemand Georg Riemann (1826-1866) qui a développé lhypercube.
La simultanéité dans le cubisme était un moyen pour illustrer la compréhension des artistes « de la Quatrième Dimension. En ce sens, la Quatrième Dimension concerne la façon dont deux types de perception fonctionnent ensemble lorsque nous interagissons avec des objets ou des personnes dans lespace. Autrement dit, pour connaître les choses en temps réel, nous devons apporter notre des souvenirs du passé au présent. Par exemple, lorsque nous nous asseyons, nous ne regardons pas la chaise pendant que nous nous abaissons dessus. Nous supposons que la chaise sera toujours là lorsque nos fesses heurteront le siège.
Une autre définition de «la quatrième dimension» est lacte même de percevoir (conscience) ou de ressentir (sensation). Les artistes et les écrivains considèrent souvent la quatrième dimension comme la vie de lesprit. – Définition de lhistoire de lart: la quatrième dimension
Jai pensé au sentiment ou à la conscience comme une cinquième dimension qui encapsule les quatre autres. En physique, cette dimension est réduite en un seul point en tant qu «observateur» ou «cadre de référence». À mon avis ( Réalisme multisense ), cette cinquième dimension transcende en fait la dimensionnalité elle-même. MSR propose que la subjectivité et lobjectivité sinscrivent dans un continuum plus profond de sens et de création de sens. Même la notion de dimension elle-même nest quun cadre de création de sens qui est transcendé par la sensation directe et lexpérience. Nous pouvons décrire des choses comme les saveurs et les couleurs les unes aux autres, mais elles ne peuvent pas être représentées quantitativement.
Sil y a des dimensions à la vie privée humaine, elles ne sont pas aussi claires que les quatre premières, mais pourraient à peu près être considérées 5 Sensibilité (douleur, plaisir dans le temps), 6. Émotion (sentiments de sensibilité), 7. Pensée (idées qui se détachent de lexpérience directe), 8. Valeur (pensées, sentiments et sensations qui changent le comportement). Celles-ci sajouteraient aux trois dimensions ordinaires utilisées pour mesurer les organismes publics, mais ces dimensions (longueur, largeur, profondeur) ne sont que des dimensions de surface à travers lesquelles les expériences privées sont rendues publiques. Rien ne « vit » dans les organismes publics, cest plutôt un théâtre pour les mécanismes de persistance et dinteraction entre de nombreuses couches dexpérience à de nombreux niveaux de confidentialité relative.
Réponse
Nous pouvons comprendre facilement la 1ère à la 3ème dimension comme spatiale mais la 4ème est un peu plus compliquée. Après cela, cela dépasse complètement notre capacité à le comprendre. Puisque vous posez des questions sur les 4 premiers, je men tiens à ceux-ci.
Commençons par la dimension zéro. Il ne sagit que dun point dans lespace. Ensuite, nous commençons à ajouter des dimensions. Tout dabord, nous introduisons 1 dimension en ajoutant un deuxième point créant une ligne passant par les 2 points. Par conséquent, la 1ère dimension est une ligne. Maintenant, pour ajouter une dimension, nous commençons un plan perpendiculaire à la ligne que nous appelons la 1ère dimension. Maintenant que il ya un plan, on peut lancer une quantité infinie de points sur ce plan pour faire une forme mais cette forme na quune aire et pas de volume. Pour cet exemple, disons que nous mettons 2 points perpendiculaires à la ligne pour former un carré.
Pour arriver au 3ème, il faut ajouter du volume à cette forme sur le plan 2D. Ajoutez des points dans lespace perpendiculaire au plan 2D et connectez-les. Alors ajoutons 4 points dans lespace ouvert au-dessus de notre carré et formons un cube. Rester avec moi jusquà présent? Cest là que ça devient plus difficile à comprendre.
Nous définissons actuellement la 4ème dimension comme le temps parce que le temps affecte tout ce que nous savons. Mais le temps ne cause pas seulement lâge. Il agit comme un espace libre autour de notre 3ème dimension que nous ne pouvons pas vraiment comprendre parce que nous ne pouvons pas voir, entendre, sentir, goûter ou toucher.
Voici lexplication de Niel Degrass Tyson:
Pour résumer sa description, nous pouvons pensez à utiliser la 4ème dimension comme moyen de téléportation ou même de voyage dans le temps. La 4ème dimension est essentiellement un espace perpendiculaire à un plan tridimensionnel. Mais étant 3 êtres de dimension spatiale. Nous ne pouvons pas comprendre à quoi cela ressemblerait.
Pour une autre explication facile à comprendre, je vous demanderais de lire Flatland dEdwin Abbott Abbott. Il y a aussi un film si vous ne voulez pas lire le livre.