4次元は縦横高さに時間軸を足す?
4次元は縦横高さに時間軸を足す? / Credit:Generated by OpenAI’s DALL·E,ナゾロジー編集部
physics

「4次元は縦・横・高さに時間を足す」と言われる理由 (3/3)

2024.06.19 Wednesday

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4次元の迷路を作って遊んだりできるだろうか?

ここまでで分かったように、次元はあるものの位置や変化を示すために必要となるパラメータの数を示しているものです。

そしてそのパラメータは常に空間だけを示すものではありません。

時間であったり、本ならページ数のように空間とは独立した値のときもあります。

なので超ひも理論のように、宇宙が10次元と言った場合でも、それは素粒子を構成するような存在(ストリング)まで表現しようとしたら、その位置などを計算するのに変数が10個必要になってしまった、というだけなのです。

そのため物理学者や数学者が、10次元や11次元の話をしたとき、彼らは何も複雑な空間を頭に思い描いているわけではありません。単に自分が考えている問題を数式にしたとき変数はいくつになるか? と考えているだけなのです。

そしてそれが4つ必要だなと思ったら4次元の問題と表現するし、10個必要だとなったら10次元の問題と表現しているだけなのです。

こうした理屈を理解すると4次元の迷路なんてものを作ることも可能になってきます。

これは普通の2次元の迷路を左右二つ並べてあるだけですが、右の迷路を進むと左の迷路の形が変化し、左の迷路を動くと右の迷路の形が変化するように作られています。

しかし、2つの迷路の形はそれぞれの迷路の位置ごとに関連づいていて、2つで1つの迷路です。自分の位置となる玉は二つの迷路にそれぞれ描かれていますが、実際は2次元+2次元という方法で4次元上の一つの位置を表現しています

これは明治大学の先生が、学生時代に思いつきで作ったプログラムが元になっているそうですが、実際に人にプレイさせると、2つの迷路の関連性がだんだん理解できて、4次元の迷路としてゴールまでの道筋を見つけ出すことができるようになるといいます。

私たちの脳は、この3次元空間の世界に対応しているため、3次元以上の空間をイメージすることはできないようにできています。

しかし、2次元+2次元という形で位置を表現する迷路なら4次元の迷路も理解できてしまうのです。

このように4次元とか五次元というものを考えるときに、イメージできないものだからと難しく考える必要はありません。

位置が特定できればいいのだから、場合によっては次元を2つに分けてしまえば、ずっと理解しやすくなるのです。

※この記事は2020年12月公開の記事を再編集したものです。

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「4次元は縦・横・高さに時間を足す」と言われる理由 (3/3)のコメント

sigu

時間というよりエネルギーの増減が正しいのでは?四次元=縦×横×高さ×エネルギー。
エネルギーはエントロピーの増大と言い換えてもいいけど。

    Tom

    イイ感じ ですね!
    エントロピーの増大は ご存知の通り 『エネルギー差』が無くなる方向ですが、これが成り立つには『時間的』な要素が入って来るので、もう一とひねりする必要があるかも知れませんね…『エネルギー差が無くなる方向』
    で、依然としてエネルギーは残るのですから…

佐倉 千尋

『この世』が閉じた世界なら、【ヘキサゴン】で【プラトン立体】を作れないだろうか?

通りすがり

つまり例えば時間と場所という4次元の待ち合わせに加えて、天気が晴れか雨か、体調がいいか悪いか、お金をいくら持っているかなどパラメータを加えることで集合場所が変わる、ということになれば、それは5次元、6次元、7次元の世界ということになるわけですね。そんな2人の条件がぴったり合わなければならないとすると、それは14次元の世界になると。

ゲスト

時間と空間は同じだよ

ゲスト

「4次元目は時間だ!」と決めつけて、空間の広がりとしての4次元以降が認知出来ない人の多いこと

    ゲスト

    4じげんめのつぎは…
    きゅうしょく!

四次元迷路

ふつうにあるよ
検索してみるといい

中村 佐紀

空間と時間が歪んでも保存が成り立つからでない
一定=√dx2+dy2+dz2+dt2

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