Cel mai bun răspuns
Ce este 1d, 2d, 3d și 4d? Cum este ușor de înțeles de un începător?
Primele trei dimensiuni sunt relativ simple în experiența noastră obișnuită de geometrie.
- Lungime / Distanță: O geometrie dimensională ar fi limitată la puncte de pe o linie. Inchi, metri, distincții de mai aproape sau mai departe, etc sunt măsuri de distanță sau lungime.
- Lățime / zonă: Se exprimă geometrii bidimensionale ca plane plane care au lungime și lățime, dar nu au adâncime. O umbră este un exemplu de aspect bidimensional. Formele 2d sunt de obicei măsurate în unități pătrate, cum ar fi cm ^ 2 sau altele ca acri.
- Adâncime / volum: Se adaugă geometrii tridimensionale dimensiunea adâncimii sau înălțimii astfel încât să descrie obiecte cu volum. Volumul nu trebuie confundat cu greutatea, deoarece două obiecte pot avea același volum, dar unul poate fi mult mai greu decât celălalt. Un galon de mercur este mult mai greu decât un galon de lapte. Măsurile 3D includ unități cubice cm ^ 3, pinti, litri, linguri și litri.
La fel ca mulți oameni, am crescut gândindu-mă la timpul ca „a patra dimensiune”. Aceasta este o noțiune despre care se poate spune că se întoarce înainte de Einstein, deoarece fizicienii reprezentaseră deja timpul în formule ca o variabilă unidimensională, t.
Linia de timp, la fel ca linia numerică, este o axă de puncte succesive, dar, spre deosebire de o riglă, dimensiunea măsurată de un ceas nu persistă în experiența noastră imediată. În schimb, ne gândim la fluxuri de timp sau linii de timp care se mișcă într-o secvență liniară care nu poate fi văzută dintr-o dată, așa cum pot fi locațiile spațiale. Inferim trecerea timpului păstrând înregistrări și dispozitive precum cronometre, ceasuri și calendare care utilizează unități precum ani, ore, minute și secunde.
- 4. Spacetime / Gravity : După Einstein, conceptul de timp a devenit indisolubil legat de spațiu, rezultând spațiu-timp. Timpul spațial este o consecință logică a constanței vitezei luminii pentru toți observatorii, iar gravitația poate fi concepută ca distorsiuni în acel continuum de măsurare publică universală. Gravitația Pământului, de exemplu, nu este o forță care trage obiecte prin spațiul gol, ci o caracteristică a relațiilor spațiale și temporale în sine: o consecință a modului în care mișcarea și viteza luminii sunt definite și traduse în diferite cadre de referință. Transformarea Lorentz )
Acest extras explică înțelegerea lui Einstein:
Legile fizicii și viteza lumina trebuie să fie aceeași pentru toți observatorii în mișcare uniformă, indiferent de starea lor de mișcare relativă. Pentru ca acest lucru să fie adevărat, spațiul și timpul nu mai pot fi independente. Mai degrabă, ele sunt „convertite” unele în altele în așa fel încât să mențină viteza luminii constantă pentru toți observatorii. (Acesta este motivul pentru care obiectele în mișcare par să se micșoreze, așa cum suspectează FitzGerald și Lorentz și de ce observatorii în mișcare pot măsura timpul diferit, așa cum se speculează Poincaré.) Spațiul și timpul sunt relative (adică depind de mișcarea observatorului care le măsoară) – iar lumina este mai fundamentală decât oricare dintre ele. Aceasta este baza teoriei relativității speciale a lui Einstein („specială” se referă la restricția la mișcare uniformă).
Cu toate acestea, Einstein nu a terminat treaba. Contrar credinței populare, el a făcut not trage concluzia că spațiul și timpul ar putea fi văzute ca componente ale unei singure țesături spațial-temporale cu patru dimensiuni. Această perspectivă a venit de la Hermann Minkowski (1864-1909), care l-a anunțat într-un colocviu din 1908 cu cuvintele dramatice: „De acum spațiul în sine și timpul în sine sunt condamnați să dispară în simple umbre și doar un fel de unire a celor două va păstra o realitate independentă …
Einstein a respins inițial interpretarea în patru dimensiuni a lui Minkowski a teoriei sale ca „învățătură superfluă” (Abraham Pais, Subtil este Domnul … Spre deosebire de el, el s-a răzgândit rapid. Limbajul spațiu-timpului (cunoscut tehnic drept matematică tensorială) s-a dovedit a fi esențial în derivă. cu teoria relativității generale.
Cu toate acestea, fizica spațiu-timpului poate fi considerată separat de un model de timp, care nu este atât o a patra dimensiune, cât ar fi o dimensiune n +1, unde n este orice dimensiune a spațiului. Un desen animat ar putea fi bidimensional, dar are un început, mijloc și sfârșit, astfel încât, mai degrabă decât o a patra dimensiune, timpul desenelor animate este doar o a treia sau 2 + 1 dimensiune.Poate fi mai corect, în cele din urmă, să ne gândim la timp sau experiență ca la proto-dimensiunea primordială prin care sunt găzduite nu numai toate celelalte dimensiuni, ci dimensionalitatea în sine.
Conceptele de 1d, 2d, 3d și 4d sunt apoi abstracții matematice utilizate în modelarea oricărui fenomen care are multiple sensuri de ordine. Atunci când sunt aplicate fizicii, acestea pot fi văzute ca trei vectori spațial enumerabili și un vector relativist spațiu-timp. Cu teoria șirurilor, ar putea exista mai multe dimensiuni fizice mai compactificate, care sunt atât de mici încât nu le putem detecta. Există conceptul de teseract sau hipercub care are aceeași relație cu un cub pe care îl are un cub cu un pătrat. Un tesseract real nu ar fi posibil să se construiască cu corpurile noastre 3d, dar putem construi o reprezentare 3d a acestuia sau să desenăm o reprezentare 3d a acestuia.
„A patra dimensiune se poate referi la timp ca la o altă dimensiune, împreună cu lungimea, lățimea și adâncimea. Această idee a timpului ca a patra dimensiune este de obicei atribuită„ Teorii relativității speciale ”propusă în 1905 de către Fizicianul german Albert Einstein (1879-1955). Cu toate acestea, ideea că timpul este o dimensiune se întoarce în secolul al XIX-lea, așa cum vedem în romanul The Time Machine (1895) de autorul britanic HG Wells (1866-1946), în care un om de știință inventează o mașină care îi permite să călătorească în diferite epoci, inclusiv în viitor. Cubistii ar fi putut să nu știe despre teoria lui Einstein, dar erau conștienți de idee populară a călătoriilor în timp. De asemenea, au înțeles geometria non-euclidiană, pe care artiștii Albert Gleizes și Jean Metzinger au discutat-o în cartea lor Cubism (1912). Acolo menționează matematicianul german Georg Riemann (1826-1866) care a dezvoltat hipercubul.
Simultaneitatea în cubism a fost o modalitate pentru a ilustra înțelegerea artiștilor despre dimensiunea a patra. În acest sens, dimensiunea a patra se referă la modul în care două tipuri de percepție funcționează împreună pe măsură ce interacționăm cu obiecte sau oameni din spațiu. Adică, pentru a cunoaște lucrurile în timp real, trebuie să ne aducem amintiri din timpul trecut în prezent. De exemplu, când ne așezăm, nu ne uităm la scaun în timp ce ne coborâm pe el. Presupunem că scaunul va fi în continuare acolo când fundul nostru va atinge scaunul.
O altă definiție pentru „a patra dimensiune” este chiar actul de a percepe (conștiința) sau a simți (senzația). Artiștii și scriitorii se gândesc adesea la a patra dimensiune ca la viața minții. – Definiția istoriei artei: a patra dimensiune
M-am gândit la simțire sau conștiință ca la a cincea dimensiune care încapsulează celelalte patru. În fizică, această dimensiune este prăbușită într-un singur punct ca „observator” sau „cadru de referință”. În opinia mea ( Realism multisens ), această a cincea dimensiune transcende de fapt dimensiunea însăși. MSR propune că subiectivitatea și obiectivitatea sunt intervale de-a lungul unui continuum mai profund de simț și de a face sens. Chiar și noțiunea de dimensiune în sine nu este decât un cadru de sens care este transcend de senzația directă și experiența. Putem descrie lucruri cum ar fi aromele și culorile, dar nu pot fi reprezentate cantitativ.
Dacă există dimensiuni ale vieții private, acestea nu sunt la fel de clare ca primele patru, dar ar putea fi considerate aproximativ 5 Sensibilitate (durere, plăcere în timp), 6. Emoție (sentimente legate de sensibilitate), 7. Gândire (Idei care se desprind de experiența directă), 8. Valoare (Gânduri, sentimente și senzații care schimbă comportamentul). Acestea ar fi adăugate la cele trei dimensiuni obișnuite utilizate pentru măsurarea corpurilor publice, dar acele dimensiuni (lungime, lățime, adâncime) sunt doar dimensiuni de suprafață prin care experiențele private sunt făcute publice. Nimic nu „trăiește” în organismele publice, este mai degrabă un teatru pentru mecanica persistenței și interacțiunii între multe straturi de experiență pe mai multe niveluri de intimitate relativă.
Răspuns
Putem înțelegeți cu ușurință dimensiunile 1 – 3 ca spațiale, dar a 4-a este puțin mai complicată. După aceea, iese complet din capacitatea noastră de a o înțelege. Deoarece întrebați despre primele 4, rămân cu acestea.
Mai întâi să începem cu dimensiunea zero. Acesta este doar un punct în spațiu. Apoi începem să adăugăm dimensiuni. În primul rând, introducem o dimensiune adăugând un al doilea punct creând o linie care trece prin cele 2 puncte. Prin urmare, prima dimensiune este o linie. Acum, pentru a adăuga o dimensiune, începem un plan perpendicular pe linia pe care o numim prima dimensiune. Acum că acolo este un plan, putem arunca o cantitate infinită de puncte pe acel plan pentru a crea o formă, dar această formă are doar o zonă și nu are volum. Pentru acest exemplu, să spunem că punem 2 puncte perpendicular pe linie pentru a forma un pătrat.
Pentru a ajunge la a treia, trebuie să adăugăm volum acestei forme pe planul 2D. Adăugați puncte în spațiu perpendicular pe planul 2D și conectați-le. Deci, să adăugăm 4 puncte în spațiul deschis de deasupra pătratului nostru și să formăm un cub. Să rămânem cu mine până acum? Aici devine mai greu de înțeles.
Momentan definim a 4-a dimensiune ca fiind timpul, deoarece timpul afectează tot ceea ce știm. Dar timpul nu provoacă doar vârsta. Acționează ca spațiu liber în jurul celei de-a treia dimensiuni pe care nu o putem înțelege cu adevărat, deoarece nu o putem vedea, auzi, mirosi, gusta sau atinge.
Iată explicația lui Niel Degrass Tyson:
Pentru a rezuma descrierea sa, putem gândiți-vă să folosiți a 4-a dimensiune ca o modalitate de teleportare sau chiar de călătorie în timp. A 4-a dimensiune este în esență spațiu perpendicular pe un plan 3-dimensional. Dar fiind 3 ființe dimensionale spațiale. Nu putem înțelege cum ar arăta asta.
Pentru o altă explicație ușor de înțeles, v-aș îndruma să citiți Flatland de Edwin Abbott Abbott. Există și un film dacă nu vrei să citești cartea.