Beste antwoord
Wat is 1d, 2d, 3d en 4d? Hoe wordt het gemakkelijk begrepen door een beginner?
De eerste drie dimensies zijn relatief eenvoudig in onze gewone ervaring met geometrie.
- Lengte / Afstand: Eendimensionale geometrie zou beperkt blijven tot punten op een lijn. Inches, meters, onderscheid tussen dichterbij of verder, enz. Zijn afstands- of lengtematen.
- Breedte / oppervlakte: tweedimensionale geometrieën worden uitgedrukt als platte vlakken die lengte en breedte hebben maar geen diepte. Een schaduw is een voorbeeld van een tweedimensionaal uiterlijk. 2D-vormen worden doorgaans gemeten in vierkante eenheden, zoals cm ^ 2 of andere, zoals acres.
- Diepte / volume: driedimensionale geometrieën toevoegen de afmeting van diepte of hoogte zodat ze objecten met volume beschrijven. Volume moet niet worden verward met gewicht, aangezien twee objecten hetzelfde volume kunnen hebben, maar het ene veel zwaarder kan zijn dan het andere. Een liter kwik is veel zwaarder dan een liter melk. 3D-maten omvatten kubieke eenheden cm ^ 3, pinten, quarts, eetlepels en liters.
Zoals veel mensen, ben ik opgegroeid met het denken aan tijd als “de vierde dimensie”. Dit is een begrip waarvan kan worden gezegd dat het teruggaat tot vóór Einstein, aangezien natuurkundigen de tijd al in formules hadden voorgesteld als een eendimensionale variabele, t.
De tijdlijn is, net als de getallenlijn, een as van opeenvolgende punten, maar in tegenstelling tot een liniaal blijft de dimensie die een klok meet niet in onze onmiddellijke ervaring aanwezig. In plaats daarvan denken we aan tijdstromen of tijdlijnen die in een lineaire volgorde bewegen die dan niet allemaal tegelijk kan worden gezien zoals ruimtelijke locaties dat kunnen zijn. We leiden het verstrijken van de tijd af door records en apparaten bij te houden, zoals timers, klokken en kalenders die eenheden gebruiken zoals jaren, uren, minuten en seconden.
- 4. Ruimtetijd / Zwaartekracht : na Einstein werd het concept van tijd onlosmakelijk verbonden met ruimte, wat resulteerde in ruimtetijd. Ruimtetijd is een logisch gevolg van de constantheid van de lichtsnelheid voor alle waarnemers, en zwaartekracht kan worden gezien als verstoringen in dat continuüm van universele openbare metingen. De zwaartekracht van de aarde is bijvoorbeeld geen kracht die objecten door de lege ruimte trekt, maar een kenmerk van ruimtelijke en temporele relaties zelf: een gevolg van hoe beweging en de snelheid van het licht worden gedefinieerd en vertaald in verschillende referentiekaders. (Zie Lorentz-transformatie )
Dit fragment legt Einsteins begrip uit:
De wetten van de fysica en de snelheid van licht moet hetzelfde zijn voor alle gelijkmatig bewegende waarnemers, ongeacht hun staat van relatieve beweging. Om dit waar te maken, kunnen ruimte en tijd niet langer onafhankelijk zijn. In plaats daarvan worden ze zodanig in elkaar omgezet dat de lichtsnelheid voor alle waarnemers constant blijft. (Dit is de reden waarom bewegende objecten lijken te krimpen, zoals vermoed wordt door FitzGerald en Lorentz, en waarom bewegende waarnemers de tijd anders kunnen meten, zoals gespeculeerd door Poincaré.) Ruimte en tijd zijn relatief (dwz ze zijn afhankelijk van de beweging van de waarnemer die ze meet) – en licht is fundamenteler dan beide. Dit is de basis van Einsteins speciale relativiteitstheorie (speciaal verwijst naar de beperking tot uniforme beweging).
Einstein maakte het werk echter niet helemaal af. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, deed hij not trekken de conclusie dat ruimte en tijd kunnen worden gezien als componenten van een enkele vierdimensionale ruimtetijdstructuur. Dat inzicht kwam van Hermann Minkowski (1864-1909), die kondigde het aan in een colloquium van 1908 met de dramatische woorden: “Voortaan is de ruimte op zichzelf, en de tijd op zichzelf, gedoemd om te vervagen in louter schaduwen, en alleen een soort vereniging van de twee zal een onafhankelijke realiteit behouden …
Einstein verwierp aanvankelijk Minkowskis vierdimensionale interpretatie van zijn theorie als “overbodige geleerdheid” (Abraham Pais, Subtiel is de Heer … 1982). Het spijt hem echter dat hij snel van gedachten veranderde. De taal van de ruimtetijd (technisch bekend als tensorwiskunde) bleek essentieel te zijn in afgeleide ing zijn algemene relativiteitstheorie.
De fysica van de ruimtetijd kan echter los worden gezien van een tijdmodel, dat niet zozeer een vierde dimensie is, maar een n + 1 dimensie, waarbij n is elke dimensie van ruimte. Een cartoon kan tweedimensionaal zijn, maar het heeft een begin, midden en einde, zodat in plaats van een vierde dimensie, cartoontijd slechts een derde of 2 + 1 dimensie is.Het kan uiteindelijk juister zijn om tijd of ervaring te beschouwen als de oorspronkelijke proto-dimensie waardoor niet alleen alle andere dimensies, maar ook de dimensionaliteit zelf wordt gehost.
De concepten van 1d, 2d, 3d en 4d zijn dan in feite wiskundige abstracties die worden gebruikt bij het modelleren van elk fenomeen dat meerdere betekenissen van orde heeft. Toegepast op de fysica, kunnen ze worden gezien als drie ruimtelijk opsombare vectoren en één ruimte-tijd relativistische vector. Met snaartheorie kunnen er verschillende meer verdichte fysieke dimensies zijn die zo klein zijn dat we ze niet kunnen detecteren. Er is het concept van een tesseract of hyperkubus die dezelfde relatie heeft met een kubus als een kubus met een vierkant. Een echt tesseract zou niet mogelijk zijn om te construeren met onze 3D-lichamen, maar we kunnen er een 3D-weergave van bouwen of daarvan een 3D-weergave tekenen.
De vierde dimensie kan verwijzen naar tijd als een andere dimensie, samen met lengte, breedte en diepte. Dit idee van tijd als vierde dimensie wordt meestal toegeschreven aan de speciale relativiteitstheorie die in 1905 werd voorgesteld door de Duitse natuurkundige Albert Einstein (1879-1955). Het idee dat tijd een dimensie is, gaat echter terug tot de negentiende eeuw, zoals we zien in de roman The Time Machine (1895) door de Britse auteur HG Wells (1866-1946), waarin een wetenschapper een machine uitvindt waarmee hij naar verschillende tijdperken kan reizen, inclusief de toekomst. De kubisten wisten misschien niet van Einsteins theorie, maar waren zich bewust van de populair idee van tijdreizen. Ze begrepen ook niet-euclidische meetkunde, die de kunstenaars Albert Gleizes en Jean Metzinger bespraken in hun boek Cubism (1912). Daar noemen ze de Duitse wiskundige Georg Riemann (1826-1866) die de hyperkubus ontwikkelde.
Gelijktijdigheid in het kubisme was één manier om het begrip van de kunstenaars van de vierde dimensie te illustreren. In die zin betreft de vierde dimensie hoe twee soorten perceptie samenwerken als we omgaan met objecten of mensen in de ruimte. Dat wil zeggen, om dingen in realtime te weten, moeten we onze herinneringen van vervlogen tijden tot heden. Als we bijvoorbeeld gaan zitten, kijken we niet naar de stoel terwijl we ons erop laten zakken. We gaan ervan uit dat de stoel er nog zal zijn als onze billen de zitting raken.
Een andere definitie van “de vierde dimensie” is de handeling van het waarnemen (bewustzijn) of voelen (sensatie). Kunstenaars en schrijvers denken vaak aan de vierde dimensie als het leven van de geest. – Definitie van kunstgeschiedenis: de vierde dimensie
Ik heb aan gevoel of bewustzijn gedacht als een vijfde dimensie die de andere vier omvat. In de natuurkunde wordt deze dimensie samengevouwen tot een enkel punt als het “waarnemer” of “referentiekader”. Naar mijn mening ( Multisense Realisme ) overstijgt deze vijfde dimensie in feite de dimensionaliteit zelf. MSR stelt voor dat subjectiviteit en objectiviteit reeksen zijn langs een dieper continuüm van gevoel en zingeving. Zelfs het begrip dimensie zelf is slechts een raamwerk voor het maken van betekenissen dat wordt overstegen door directe gewaarwording en ervaring. We kunnen zaken als smaken en kleuren met elkaar beschrijven, maar ze kunnen niet kwantitatief worden weergegeven.
Als er dimensies zijn aan de menselijke privacy, zijn ze niet zo duidelijk omlijnd als de eerste vier, maar kunnen ze grofweg als 5 worden beschouwd. Gevoeligheid (pijn, plezier in de tijd), 6. Emotie (gevoelens over gevoeligheid), 7. Gedachte (ideeën die loskomen van directe ervaring), 8. Waarde (Gedachten, gevoelens en sensaties die gedrag veranderen). Deze zouden worden opgeteld bij de drie gewone afmetingen die worden gebruikt om openbare lichamen te meten, maar die afmetingen (lengte, breedte, diepte) zijn slechts oppervlaktedimensies waardoor privé-ervaringen openbaar worden gemaakt. Niets “leeft” in openbare lichamen, het is meer een theater voor de mechanica van volharding en interactie tussen vele ervaringslagen op vele niveaus van relatieve privacy.
Antwoord
We kunnen begrijp gemakkelijk de 1e tot en met 3e dimensie als ruimtelijk, maar de 4e is iets gecompliceerder. Daarna gaat het volledig buiten ons vermogen om het te begrijpen. Aangezien je naar de eerste 4 vraagt, blijf ik bij die.
Laten we eerst beginnen met de nulde dimensie. Dit is slechts een punt in de ruimte. Daarna beginnen we dimensies toe te voegen. Ten eerste, we introduceren 1 dimensie door een tweede punt toe te voegen om een lijn te creëren die door de 2 punten gaat. Daarom is de 1e dimensie een lijn. Om nu een dimensie toe te voegen, beginnen we een vlak loodrecht op de lijn die we de 1e dimensie noemen. Nu er is een vlak, we kunnen een oneindig aantal punten op dat vlak werpen om een vorm te maken, maar deze vorm heeft alleen een oppervlakte en geen volume. Laten we voor dit voorbeeld zeggen dat we 2 punten loodrecht op de lijn plaatsen om een vierkant te vormen.
Om bij de derde te komen, moeten we volume toevoegen aan deze vorm op het 2D-vlak. Voeg punten toe in de ruimte loodrecht op het 2D-vlak en verbind ze. Laten we dus 4 punten in de open ruimte boven ons vierkant optellen en een kubus vormen. Tot nu toe bij mij blijven? Hier wordt het moeilijker te begrijpen.
We definiëren momenteel de 4e dimensie als tijd omdat tijd beïnvloedt alles wat we weten, maar tijd veroorzaakt niet alleen leeftijd. Het fungeert als vrije ruimte rond onze 3e dimensie die we niet echt kunnen begrijpen omdat we het niet kunnen zien, horen, ruiken, proeven of aanraken.
Hier is de uitleg van Niel Degrass Tyson:
Om zijn beschrijving samen te vatten, kunnen we denk aan het gebruik van de 4e dimensie als een manier om te teleporteren of zelfs tijdreizen. De 4e dimensie is in wezen ruimte loodrecht op een driedimensionaal vlak. Maar 3 ruimtelijk dimensionale wezens zijn. We kunnen niet bevatten hoe dat eruit zou zien.
Voor een andere gemakkelijk te begrijpen uitleg zou ik u willen verwijzen naar Flatland van Edwin Abbott Abbott. Er is ook een film als je het boek niet wilt lezen.