NộI Dung
Tưởng tượng thế giới ở các số chiều khác nhau sẽ thay đổi cách bạn cảm nhận mọi thứ, bao gồm thời gian, không gian và độ sâu. Xem phim ở chế độ 3D cho phép bạn trải nghiệm độ sâu bổ sung mà bạn thường không thể xem.
Thật dễ dàng để nghĩ về sự khác biệt giữa hai chiều và ba chiều. Nhưng những gì bốn chiều sẽ đòi hỏi không rõ ràng. Điều quan trọng là phải hiểu ý nghĩa của các nhà khoa học và các nhà nghiên cứu khác khi họ nói về các chiều khác nhau để xác định rõ hơn sự khác biệt giữa ba chiều và bốn chiều.
3D so với 4D
Thế giới của chúng ta có ba chiều không gian, chiều rộng, chiều sâu và chiều cao, với chiều thứ tư là thời gian (như trong chiều của thời gian). Các nhà khoa học và triết gia đã tự hỏi và thực hiện nghiên cứu về chiều không gian thứ tư sẽ là gì. Bởi vì các nhà nghiên cứu không thể quan sát trực tiếp chiều thứ tư, nên việc tìm bằng chứng về nó càng khó khăn hơn.
Để hiểu rõ hơn về chiều thứ tư sẽ như thế nào, bạn có thể xem xét kỹ hơn điều gì làm cho ba chiều ba chiều và, theo những ý tưởng này, suy đoán xem chiều thứ tư sẽ là gì.
Chiều dài, chiều rộng và chiều cao tạo nên ba chiều của thế giới quan sát được của chúng ta. Bạn quan sát các chiều này thông qua dữ liệu thực nghiệm được cung cấp cho bạn bằng các giác quan của chúng ta như thị giác và thính giác. Bạn có thể xác định vị trí của các điểm và hướng của vectơ trong không gian ba chiều của chúng tôi dọc theo một điểm tham chiếu.
Bạn có thể tưởng tượng thế giới này là một khối ba chiều có ba trục không gian chiếm chiều rộng, chiều cao và chiều dài di chuyển tiến và lùi, lên và xuống, và trái và phải theo thời gian, một chiều bạn không trực tiếp quan sát được.
Khi so sánh 3D với 4D, dựa trên những quan sát về thế giới không gian ba chiều, một khối bốn chiều sẽ là một tesseract, một vật thể di chuyển theo ba chiều mà bạn cảm nhận được theo chiều thứ tư mà bạn không thể nhìn thấy.
Những vật thể này còn được gọi là tám tế bào, octachoron, tetracubes hoặc hypercubes bốn chiều, và, trong khi chúng không thể được quan sát trực tiếp, chúng có thể được tạo thành theo nghĩa trừu tượng.
Bóng 4D
Do các sinh vật ba chiều tạo bóng trên bề mặt hai chiều của khối lập phương, điều này đã khiến các nhà nghiên cứu suy đoán rằng các vật thể bốn chiều sẽ tạo ra bóng ba chiều. Vì lý do này, có thể quan sát "bóng" này trong ba chiều không gian của bạn ngay cả khi bạn không thể quan sát trực tiếp bốn chiều. Đây sẽ là một cái bóng 4d.
Nhà toán học Henry Segerman của Đại học bang Oklahoma đã tạo ra và mô tả các tác phẩm điêu khắc 4 chiều của riêng mình. Ông đã sử dụng những chiếc nhẫn để tạo ra những vật thể có hình dodecacontachron được làm bằng 120 hình khối, hình ba chiều với 12 mặt hình ngũ giác.
Giống như cách một vật thể chiều tạo ra một bóng hai chiều, Segerman đã lập luận rằng tác phẩm điêu khắc của mình là bóng ba chiều của chiều thứ tư.
Mặc dù những ví dụ về bóng này không cung cấp cho bạn cách quan sát trực tiếp chiều thứ tư, nhưng chúng là một chỉ báo tốt về cách nghĩ về chiều thứ tư. Các nhà toán học thường đưa ra sự tương tự của một con kiến đi trên một tờ giấy trong việc mô tả các giới hạn của nhận thức đối với các chiều.
Một con kiến đi trên bề mặt của một tờ giấy chỉ có thể cảm nhận được hai chiều, nhưng điều này không có nghĩa là chiều thứ ba không tồn tại. Nó chỉ có nghĩa là con kiến chỉ có thể nhìn thấy trực tiếp hai chiều và suy ra chiều thứ ba thông qua lý luận về hai chiều này. Tương tự, con người có thể suy đoán về bản chất của các chiều thứ tư mà không cần trực tiếp cảm nhận nó.
Sự khác biệt giữa hình ảnh 3D và 4D
Tesseract khối bốn chiều là một ví dụ về cách thế giới ba chiều được mô tả bởi x, y và z có thể mở rộng sang thế giới thứ tư. Các nhà toán học, vật lý học và các nhà khoa học và nhà nghiên cứu khác có thể biểu diễn các vectơ ở chiều thứ tư bằng cách sử dụng vectơ bốn chiều bao gồm các biến khác như w.
Hình dạng của các đối tượng trong chiều thứ tư phức tạp hơn bao gồm 4 đa giác, là các hình bốn chiều. Những đối tượng này cho thấy sự khác biệt giữa hình ảnh 3D và 4D.
Một số chuyên gia đã sử dụng "chiều thứ tư" để đề cập đến việc thêm nhiều hiệu ứng hơn vào các hình thức truyền thông mà ba chiều không thể chứa được. Điều này bao gồm "phim bốn chiều" thay đổi môi trường của nhà hát thông qua nhiệt độ, độ ẩm, chuyển động và bất cứ điều gì khác có thể khiến trải nghiệm trở nên đắm chìm như thể nó là một mô phỏng thực tế ảo.
Tương tự, các nhà nghiên cứu siêu âm nghiên cứu siêu âm ba chiều đôi khi gọi "chiều thứ tư" là siêu âm mang khía cạnh phụ thuộc thời gian, như trong bản ghi âm trực tiếp của nó. Những phương pháp này dựa vào việc sử dụng thời gian như chiều thứ tư. Như vậy, chúng không tính đến kích thước không gian thứ tư mà tesseracts minh họa.
Hình dạng 4D
Tạo hình dạng 4D có vẻ phức tạp, nhưng có nhiều cách để làm như vậy. Để lấy tesseract làm ví dụ, bạn có thể biểu thị một khối ba chiều dọc theo trục w sao cho nó có điểm bắt đầu và điểm kết thúc.
Tưởng tượng sự mở rộng này cho bạn biết rằng tesseract bị giới hạn bởi tám khối: sáu từ các mặt của khối ban đầu và hai điểm nữa từ điểm bắt đầu và điểm kết thúc của bản mở rộng này. Nghiên cứu sự mở rộng này chặt chẽ hơn cho thấy rằng tesseract bị ràng buộc bởi 16 đỉnh đa giác, tám từ vị trí bắt đầu của khối và tám từ vị trí kết thúc.
Tesseracts cũng thường được miêu tả với các biến thể trong chiều thứ tư áp đặt lên chính khối lập phương. Những hình chiếu này cho thấy các bề mặt giao nhau, khiến mọi thứ trở nên rối rắm trong thế giới ba chiều, nhưng dựa vào quan điểm của bạn trong việc phân biệt bốn chiều với nhau.
Các nhà toán học có tính đến các giới hạn của nhận thức trong việc tạo ra hình ảnh của tesseracts. Giống như cách bạn có thể xem khung dây ba chiều của khối lập phương để nhìn thấy các mặt ở phía bên kia, sơ đồ dây của một tesseract hiển thị các hình chiếu của các mặt của tesseract mà bạn không thể quan sát trực tiếp mà không loại bỏ chúng hoàn toàn khỏi tầm nhìn.
Điều này có nghĩa là xoay hoặc di chuyển tesseract có thể tiết lộ các bề mặt hoặc bộ phận ẩn này của tesseract giống như cách xoay một khối ba chiều có thể hiển thị cho bạn tất cả các mặt của nó.
Chúng sinh 4 chiều
Những sinh vật hay cuộc sống sẽ trông như thế nào trong bốn chiều đã chiếm lĩnh các nhà khoa học và các chuyên gia khác trong nhiều thập kỷ. Nhà văn Robert Heinleins 1940 truyện ngắn "Và ông đã xây dựng một ngôi nhà quanh co" liên quan đến việc tạo ra một tòa nhà trong hình dạng của một tesseract. Nó liên quan đến một trận động đất phá hủy ngôi nhà bốn chiều thành một trạng thái mở ra gồm tám hình khối khác nhau.
Nhà văn Cliff Pickover tưởng tượng ra những sinh vật bốn chiều, siêu phàm, là "những quả bóng màu da thịt liên tục thay đổi kích thước". Những sinh vật này sẽ xuất hiện với bạn như những mảnh thịt bị ngắt kết nối giống như cách một thế giới hai chiều chỉ cho phép bạn nhìn thấy những mặt cắt ngang và tàn dư của một chiều ba chiều.
Dạng sống bốn chiều có thể nhìn thấy bên trong bạn giống như cách một sinh vật ba chiều có thể nhìn thấy một chiều hai chiều từ mọi góc độ và quan điểm.
Bạn có thể mô tả vị trí của các siêu âm này bằng cách sử dụng tọa độ bốn chiều, chẳng hạn như (1, 1, 1, 1). John D. Norton thuộc khoa lịch sử và triết học khoa học của Đại học Pittsburgh đã giải thích rằng bạn có thể đi đến những kết luận này về bản chất của chiều thứ tư bằng cách đặt câu hỏi về những gì tạo ra các vật thể và hiện tượng một, hai và ba chiều chúng và ngoại suy thành một chiều thứ tư.
Một sinh vật sống ở chiều thứ tư có thể có loại "stereovision" này, Norton mô tả, để hình dung các hình ảnh bốn chiều mà không bị hạn chế bởi ba chiều. Hình ảnh ba chiều trôi dạt vào nhau và cách xa nhau trong ba chiều cho thấy giới hạn này.