Migliore risposta
Cosa sono 1d, 2d, 3d e 4d? Come può essere facilmente compreso da un principiante?
Le prime tre dimensioni sono relativamente semplici nella nostra esperienza ordinaria della geometria.
- Lunghezza / Distanza: La geometria unidimensionale sarebbe limitata a punti su una linea. Pollici, metri, distinzioni di più vicino o più lontano, ecc. Sono misure di distanza o lunghezza.
- Larghezza / Area: Vengono espresse geometrie bidimensionali come piani piatti che hanno lunghezza e larghezza ma non profondità. Unombra è un esempio di aspetto bidimensionale. Le forme 2D sono generalmente misurate in unità quadrate, come cm ^ 2 o altre come acri.
- Profondità / Volume: Aggiungi geometrie tridimensionali la dimensione di profondità o altezza in modo che descrivano oggetti con volume. Il volume non deve essere confuso con il peso poiché due oggetti possono avere lo stesso volume ma uno può essere molto più pesante dellaltro. Un gallone di mercurio è molto più pesante di un gallone di latte. Le misure 3d includono unità cubiche cm ^ 3, pinte, quarti, cucchiai e litri.
Come molte persone, sono cresciuto pensando a tempo come “la quarta dimensione”. Questa è una nozione che si può dire risalga a prima di Einstein, poiché i fisici avevano già rappresentato il tempo nelle formule come una variabile unidimensionale, t.
La linea del tempo, come la linea dei numeri, è un asse di punti successivi, ma a differenza di un righello la dimensione misurata da un orologio non persiste nella nostra esperienza immediata. Invece, pensiamo a flussi temporali o linee temporali che si muovono in una sequenza lineare che non può essere vista tutto in una volta come possono essere le posizioni spaziali. Deduciamo il passare del tempo conservando registrazioni e dispositivi come timer, orologi e calendari che utilizzano unità come anni, ore, minuti e secondi.
- 4. Spaziotempo / Gravità : dopo Einstein, il concetto di tempo divenne inestricabilmente legato allo spazio, dando luogo allo spaziotempo. Lo spaziotempo è una conseguenza logica della costanza della velocità della luce per tutti gli osservatori e la gravità può essere concepita come distorsioni in quel continuum di misurazione pubblica universale. La gravità della Terra, ad esempio, non è una forza che trascina oggetti attraverso lo spazio vuoto, ma una caratteristica delle stesse relazioni spaziali e temporali: una conseguenza di come il movimento e la velocità della luce sono definiti e tradotti in diversi quadri di riferimento. (Vedi trasformazione di Lorentz )
Questo estratto spiega la comprensione di Einstein:
Le leggi della fisica e la velocità di la luce deve essere la stessa per tutti gli osservatori in movimento uniforme, indipendentemente dal loro stato di moto relativo. Perché ciò sia vero, spazio e tempo non possono più essere indipendenti. Piuttosto, vengono “convertiti” luno nellaltro in modo tale da mantenere costante la velocità della luce per tutti gli osservatori. (Questo è il motivo per cui gli oggetti in movimento sembrano ridursi, come sospettato da FitzGerald e Lorentz, e perché gli osservatori in movimento possono misurare il tempo in modo diverso, come ipotizzato da Poincaré.) Lo spazio e il tempo sono relativi (cioè dipendono dal movimento dellosservatore che li misura) – e la luce è più fondamentale di entrambe. Questa è la base della teoria della relatività speciale di Einstein (“speciale” si riferisce alla restrizione al movimento uniforme).
Tuttavia, Einstein non finì del tutto il lavoro. Contrariamente alla credenza popolare, lo fece non trarre la conclusione che lo spazio e il tempo potrebbero essere visti come componenti di un unico tessuto spaziotemporale quadridimensionale. Questa intuizione venne da Hermann Minkowski (1864-1909), che lo annunciò in un colloquio del 1908 con le parole drammatiche: “Dora in poi lo spazio da solo, e il tempo da solo, sono destinati a svanire in semplici ombre, e solo una sorta di unione dei due manterrà una realtà indipendente …
Einstein inizialmente liquidò linterpretazione quadridimensionale della sua teoria di Minkowski definendola “dottrina superflua” (Abraham Pais, Sottile è il Signore … , 1982). A suo merito, tuttavia, cambiò rapidamente idea. Il linguaggio dello spaziotempo (noto tecnicamente come matematica tensoriale) si dimostrò essenziale in deriv nella sua teoria della relatività generale.
La fisica dello spaziotempo, tuttavia, può essere considerata separatamente da un modello del tempo, che non è tanto una quarta dimensione quanto sarebbe una dimensione n +1, dove n è qualsiasi dimensione dello spazio. Un cartone animato potrebbe essere bidimensionale, ma ha un inizio, una metà e una fine, quindi, anziché una quarta dimensione, il tempo del fumetto è solo una terza o 2 + 1 dimensione.In ultima analisi, potrebbe essere più corretto pensare al tempo o allesperienza come alla proto-dimensione primordiale attraverso la quale sono ospitate non solo tutte le altre dimensioni ma la dimensionalità stessa.
I concetti di 1d, 2d, 3d e 4d sono quindi in realtà astrazioni matematiche utilizzate nella modellazione di qualsiasi fenomeno che abbia più sensi di ordine. Quando applicati alla fisica, possono essere visti come tre vettori spazialmente enumerabili e un vettore relativistico spazio-temporale. Con la teoria delle stringhe, potrebbero esserci molte dimensioni fisiche più compatte che sono così piccole che non possiamo rilevarle. Cè il concetto di tesseratto o ipercubo che ha la stessa relazione con un cubo che un cubo ha con un quadrato. Non sarebbe possibile costruire un vero tesseract con i nostri corpi 3d, ma possiamo costruirne una rappresentazione 3d o disegnarne una rappresentazione 3d.
“La quarta dimensione può riferirsi al tempo come a unaltra dimensione, insieme a lunghezza, larghezza e profondità. Questa idea del tempo come quarta dimensione è solitamente attribuita alla” Teoria della Relatività Speciale “proposta nel 1905 dal Il fisico tedesco Albert Einstein (1879-1955). Tuttavia, lidea che il tempo sia una dimensione risale al XIX secolo, come vediamo nel romanzo The Time Machine (1895) dellautore britannico HG Wells (1866-1946), in cui uno scienziato inventa una macchina che gli consente di viaggiare in epoche diverse, compreso il futuro. I cubisti potrebbero non conoscere la teoria di Einstein, ma erano a conoscenza della idea popolare di viaggio nel tempo. Comprendevano anche la geometria non euclidea, discussa dagli artisti Albert Gleizes e Jean Metzinger nel loro libro Cubism (1912). Lì menzionano il matematico tedesco Georg Riemann (1826-1866) che sviluppò lipercubo.
La simultaneità nel cubismo era un modo per illustrare la comprensione degli artisti della Quarta Dimensione. In questo senso, la Quarta Dimensione riguarda il modo in cui due tipi di percezione lavorano insieme mentre interagiamo con oggetti o persone nello spazio. Cioè, per conoscere le cose in tempo reale, dobbiamo portare il nostro ricordi dal tempo passato al presente Ad esempio, quando ci sediamo, non guardiamo la sedia mentre ci abbassiamo su di essa. Partiamo dal presupposto che la sedia sarà ancora lì quando i nostri sedili toccheranno il sedile.
Unaltra definizione per “la quarta dimensione” è latto stesso di percepire (coscienza) o sentire (sensazione). Gli artisti e gli scrittori spesso pensano alla quarta dimensione come alla vita della mente. – Definizione di storia dellarte: la quarta dimensione
Ho pensato al sentimento o alla coscienza come una quinta dimensione che racchiude le altre quattro. In fisica, questa dimensione è compressa in un singolo punto come “osservatore” o “sistema di riferimento”. A mio avviso ( Realismo multisenso ), questa quinta dimensione trascende effettivamente la dimensionalità stessa. MSR propone che la soggettività e loggettività siano intervalli lungo un continuum più profondo di senso e creazione di senso. Anche la nozione di dimensione stessa è solo una struttura per la creazione di senso che viene trascesa dalla sensazione e dallesperienza dirette. Possiamo descrivere cose come sapori e colori lun laltro, ma non possono essere rappresentati quantitativamente.
Se ci sono dimensioni per la privacy umana, non sono così chiare come le prime quattro, ma potrebbero essere considerate approssimativamente 5 Sensibilità (dolore, piacere nel tempo), 6. Emozione (sentimenti sulla sensibilità), 7. Pensiero (Idee che si staccano dallesperienza diretta), 8. Valore (Pensieri, sentimenti e sensazioni che cambiano il comportamento). Queste si aggiungerebbero alle tre dimensioni ordinarie utilizzate per misurare gli enti pubblici, ma quelle dimensioni (lunghezza, larghezza, profondità) sono solo dimensioni superficiali attraverso le quali le esperienze private vengono rese pubbliche. Niente “vive” negli enti pubblici, è più come un teatro per i meccanismi della persistenza e dellinterazione tra molti livelli di esperienza su molti livelli di privacy relativa.
Risposta
Possiamo comprendere facilmente la prima e la terza dimensione come spaziale, ma la quarta è un po più complicata. Dopodiché, va completamente fuori dalla nostra capacità di capirlo. Dato che stai chiedendo informazioni sui primi 4, io mi attengo a quelli.
Per prima cosa iniziamo con la dimensione zero. Questo è solo un punto nello spazio. Quindi iniziamo ad aggiungere le dimensioni. Innanzitutto, introduciamo 1 dimensione aggiungendo un secondo punto creando una linea che passa attraverso i 2 punti. Pertanto, la prima dimensione è una linea. Ora per aggiungere una dimensione, iniziamo un piano perpendicolare alla linea che chiamiamo prima dimensione. Ora che cè un piano, possiamo lanciare una quantità infinita di punti su quel piano per creare una forma ma questa forma ha solo unarea e nessun volume. Per questo esempio, supponiamo di mettere 2 punti perpendicolari alla linea in modo da formare un quadrato.
Per arrivare al 3 °, dobbiamo aggiungere volume a questa forma sul piano 2D. Aggiungi punti nello spazio perpendicolare al piano 2D e collegali. Quindi aggiungiamo 4 punti nello spazio aperto sopra il nostro quadrato e formiamo un cubo. Sei rimasto con me finora? È qui che diventa più difficile da comprendere.
Attualmente definiamo la quarta dimensione come tempo perché il tempo influisce su tutto ciò che sappiamo, ma il tempo non causa solo letà. Agisce come uno spazio libero intorno alla nostra terza dimensione che non riusciamo a capire perché non possiamo vederlo, udirlo, annusarlo, gustarlo o toccarlo.
Ecco la spiegazione di Niel Degrass Tyson:
Per riassumere la sua descrizione, possiamo pensa di usare la quarta dimensione come un modo per teletrasportarsi o addirittura viaggiare nel tempo. La quarta dimensione è essenzialmente lo spazio perpendicolare a un piano tridimensionale. Ma essendo 3 esseri spaziali dimensionali. Non riusciamo a capire come sarebbe.
Per unaltra spiegazione di facile comprensione, vorrei indirizzarvi a leggere Flatlandia di Edwin Abbott Abbott. Cè anche un film se non vuoi leggere il libro.