Четырехмерное пространство в литературе и компьютерных играх. 7

Теория закономерностей. 7

За гранью разума новая грань. 8

Заключение. 9

Список используемой литературы.. 10

Введение.

Всем знакомо сокращение 3D, означающее «трёхмерный». Например, выбирая в кинотеатре фильм с пометкой 3D, мы точно знаем: для просмотра придётся надеть специальные очки, но зато картинка будет не плоской, то есть не двухмерной, а объёмной, трехмерной. А что такое 4D? Существует ли «четырёхмерное пространство» в реальности? И можно ли выйти в «четвёртое измерение»?

Мне стало интересно изучить, что же это такое. Многие физики считают, что неизвестное пространство ­­– время. Является ли это ошибкой, или же время и вправду абстрактное понятие пространства?

Чтобы разобраться в этом, я первым делом поставил перед собой следующую цель:

Измерения и их понятия.

Для начала следует объяснить, что вообще за такое – пространство. Это — фундаментальное понятие человеческого мышления, отображающее множественный характер существования мира, его неоднородность. Множество предметов, объектов, данных в человеческом восприятии одновременно формирует сложный пространственный образ мира, являющийся необходимым условием ориентации любой человеческой деятельности.

В математике у любого предмета или фигуры есть свои координаты. Определение их меняется в зависимости от пространства.

Например, для определения координат в нульмерном пространстве не нужно ничего делать – мы можем изобразить в нем только точку, не имеющую абсолютно никаких размеров.

Предположим, что точка – острие карандаша. Когда мы её сдвинули, она прочертила отрезок. У отрезка есть длина, и больше никаких измерений: он одномерен. Следовательно, 1D пространство – прямая. И для нахождения координат для точки, расположенной в этом измерении, достаточно лишь взять её координату на оси «x».

Изобразим в одномерном пространстве отрезок. Возьмём теперь его и попробуем его сдвинуть так, как раньше точку. Можно представить себе, что наш отрезок — это основание широкой и очень тонкой кисти. Если мы выйдем за пределы прямой и будем двигаться в перпендикулярном направлении, получится прямоугольник. У прямоугольника есть два измерения — ширина и высота. Прямоугольник лежит в некоторой плоскости. Плоскость — это двухмерное пространство (2D). А для изображения координаты точки на плоскости необходимо показать её координаты уже относительно двух осей: оси «x» и «y».

Если сдвинуть прямоугольник в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой он лежит, получится прямоугольный параллелепипед — трёхмерный объект, у которого есть длина – ось «x», ширина – ось «y», и высота – ось «z», он расположен в трёхмерном пространстве, в таком, в каком живём мы с вами. Поэтому мы хорошо представляем себе, как выглядят трёхмерные объекты. Но если бы мы жили в двухмерном пространстве – на плоскости, – нам пришлось бы изрядно напрячь воображение, чтобы представить себе, как можно сдвинуть прямоугольник, чтобы он вышел из той плоскости, в которой мы живём.

Можно изобразить это графически в схеме:

Представить себе четырёхмерное пространство для нас довольно непросто, хотя очень легко описать математически. Трёхмерное пространство — это пространство, в котором положение точки задаётся тремя числами. В четырёхмерном же пространстве точке соответствует четвёрка чисел-координат. «Четырёхмерный параллелепипед» получается сдвигом обычного вдоль какого-то направления, не лежащего в нашем трёхмерном пространстве, он имеет четыре измерения.

Изобразим это так:

Есть весьма распространённая точка зрения, которая звучит в обществе. Благодаря этой распространившейся точке зрения – время повсеместно называется четвёртым измерением. Если обратиться к доводам, которые предоставляют те, кто доказывает свою правоту на этот счёт, то можно согласиться с ними, но данное распространение несёт и отрицательный характер. Любой школьник, не изучая математики, начинает утверждать, что время – это четвёртое измерение.

А теперь представим, что все-таки четырехмерное измерение – время, и попробуем изобразить такую схему.

Что же по существу в голове у школьника? С одной стороны система координат XYZ, а с другой время T, которое к этой системе ни с какого боку не подходит, потому что это не координата, но время является четвёртым измерением. Что-то тут не так.

Попробуем пойти с другой стороны. Что такое время? Время – это одно из основных понятий физики и философии. А что такое геометрия? Геометрия – это изучение точек, прямых, плоскостей, а также фигур на плоскости и тел в пространстве. И действительно, получается, что время и геометрия никак не связаны. Другими словами, время не является геометрической величиной. А раз оно не является геометрической величиной, то и не может быть четвёртым геометрическим измерением.

Объяснить это можно совсем иначе. Предположим, существует некий двухмерный мир, а его жители пытаются провести такое же исследование, как и мы, но, соответственно, ищут третье измерение. Они замечают, что в их мире есть время, считают его третьим пространством. Но мы с вами понимаем, что это не так. Можно предположить, что существует схожее четырехмерное пространство, в котором есть и время, и то самое, четвертое пространство.

Небольшой вывод: Время не является четвертым пространством, а значит, поиски 4D продолжаются.