Mọi đối tượng đều chiếm một số không gian. Nhưng kích thước khác nhau. Thứ nguyên là một thuộc tính cho một đối tượng xác định vị trí của đối tượng đích. Nó cho biết phần mở rộng hoặc sự hiện diện của mục tiêu theo một hướng cụ thể. Ví dụ, một điểm không có thứ nguyên.
Một dòng chỉ chiếm một thứ nguyên. Nó chỉ mở rộng theo một hướng. Một mặt phẳng đơn giản chiếm hai chiều. Ví dụ, một bề mặt phẳng có thể mở rộng theo bất kỳ hai tọa độ Descartes nào. Mọi vật thể trên thế giới này đều có ba chiều, tức là chiều dài, chiều rộng và chiều sâu.
3D so với 4D
Sự khác biệt giữa ba chiều và bốn chiều là ba chiều có thể dễ dàng cảm nhận được, không giống như chiều thứ tư khó cảm nhận và quan sát.
Ba chiều (3D) là tất cả về sự hiện diện (phần mở rộng) của đối tượng của mục tiêu theo trục x, y và z. Thế giới chúng ta đang sống và đối tượng xung quanh chúng ta được chúng ta hình dung trong không gian ba chiều (3D). Chúng ta có thể hình dung ba chiều với sự trợ giúp của dữ liệu được các cơ quan giác quan của chúng ta thu thập và công nhận. Kiến thức về ba chiều có thể được bắt nguồn từ thế kỷ XVII, nơi nó bắt đầu nảy mầm với sự phát minh ra hệ tọa độ Descartes.
Bất cứ điều gì chúng ta trải nghiệm đều đến trong không gian ba chiều. Nhưng các nhà nghiên cứu từ lâu đã giả định sự tồn tại của một chiều không gian khác ngoài chiều thứ ba mà họ gọi là chiều thứ tư. Cuộc tranh luận về chiều không gian thứ tư bắt đầu khi Jean Le Rond D’Alembert đề cập đến thuật ngữ này vào cuối thế kỷ XVIII. Chiều thứ tư đề cập đến thời gian không thể nhìn thấy hoặc cảm nhận được.
Bảng so sánh giữa không gian ba và bốn chiều
| Tham số so sánh | Ba kích thước | Bốn kích thước |
| Sự định nghĩa | Đề cập đến sự mở rộng hoặc sự hiện diện của các đối tượng trên ba tọa độ Descartes | Đề cập đến sự mở rộng của không gian ba chiều, là một khái niệm toán học về thời gian và không gian. |
| Thông số | Chiều dài, chiều rộng (chiều rộng) và chiều cao | Chiều dài, chiều cao, chiều rộng (chiều rộng) và thời gian |
| Hình dung | Có thể cảm nhận và trải nghiệm | Không thể được nhận ra một cách dễ dàng |
| Nguồn gốc | Đầu thế kỷ XVII | Cuối thế kỷ mười tám |
| Bằng chứng về sự tồn tại | Không gian ba chiều đã được chứng minh cả trên lý thuyết và thực tế. | Chiều thứ tư là một khái niệm chưa được chứng minh trong thực tế. |
| Các tham số toán học | Trục X, Y và Z | Nó bao gồm bốn chiều, trong đó thời gian đã được thêm vào dưới dạng một trục ảo. |
| Thí dụ | Cuboid | Tesseract |
Không gian ba chiều là gì?
Không gian ba chiều (3D) đề cập đến sự tồn tại của một đối tượng trong ba trục không gian. Nói cách khác, nó là số lượng các tham số độc lập cần thiết để xác định vị trí của một đối tượng cụ thể trong không gian. Kiến thức về không gian ba chiều đã được hình thành từ rất sớm. Mọi vật thể xung quanh chúng ta đều có bản chất là ba chiều. Tất cả các đối tượng này có chiều dài, chiều rộng (chiều rộng) và chiều cao. Thế giới chúng ta đang sống được hình dung trong không gian ba chiều. Mức độ hình dung này phụ thuộc vào khả năng của mỗi cá nhân trong việc nhận thức các kích thước này với sự hỗ trợ của các giác quan.
Biểu diễn của không gian ba chiều trong toán học được xác định bởi ba hệ tọa độ Descartes. tức là trục x-, y- và z. Cả ba trục là bắt buộc để xác định vị trí hoặc sự tồn tại của nó. Ví dụ, một mặt phẳng vuông có thể được xác định bởi một trong hai trục trong hệ tọa độ, tức là mặt phẳng x-y, mặt phẳng y-z hoặc mặt phẳng z-x trong khi cả ba trục đều cần thiết để xác nhận sự tồn tại của hình lập phương. Thể tích của khối lập phương chỉ có thể được tìm thấy bằng dữ liệu trích xuất từ cả ba trục.
Không gian bốn chiều là gì?
Không gian bốn chiều (4D) là một cái gì đó độc đáo. Nó vẫn tồn tại dưới dạng một bản tóm tắt được chú ý nhiều hơn khi Einstein công bố các công trình của mình về thuyết tương đối. Chiều thứ tư là một phiên bản sửa đổi của không gian ba chiều với việc bổ sung thời gian làm trục tưởng tượng thứ tư. Theo lý thuyết của Einstein, mọi vật thể đều nằm trong một khung không gian và thời gian cụ thể. Thời gian không được coi là đại lượng độc lập, mà nó liên quan đến không gian.
Điều này có nghĩa là bất kỳ sự thay đổi nào trong không gian cũng sẽ có ảnh hưởng sâu sắc đến thời gian. Theo giả định này, hoạt động của vũ trụ khác hoàn toàn khi thời gian được giả định là một tham số chiều. Ở đây ảnh hưởng của quá khứ, hiện tại và tương lai bị vô hiệu hóa khi không gian thay đổi tương đối theo thời gian.
Tesseract là một ví dụ điển hình để hiểu về chiều thứ tư. Tesseract là sự hiện diện của một khối lập phương trong không gian thứ tư. Khi một khối lập phương được cho là được ép đùn theo hướng vuông góc với chiều không gian ba chiều hiện có, thì tinh hoàn được hình thành. Ảnh gif dưới đây sẽ cung cấp ý tưởng về tesseract từ góc nhìn ba chiều. Chúng ta cảm thấy khó nhận thức vì chúng ta chỉ có thể cảm nhận được từ một góc nhìn ba chiều. Các nhà khoa học đang cố gắng hết sức để chứng minh bản tóm tắt này trong thực tế và có thể mất một thời gian để trở thành hiện thực.
Sự khác biệt chính giữa không gian chiều thứ ba và thứ tư
- Không gian ba chiều xác định vị trí của một tọa độ cụ thể liên quan đến ba tọa độ (trục). Chiều thứ tư là một chiều khái niệm trong đó thời gian được thêm vào trong không gian ba chiều hoạt động như một trục ảo bổ sung.
- Không gian ba chiều bao gồm chiều dài, chiều rộng (chiều rộng) và chiều cao. Thời gian được thêm vào dưới dạng chiều thứ tư.
- Chúng ta đang sống trong thế giới không gian ba chiều. Khái niệm về bốn chiều được hình thành từ thuyết tương đối rộng của Einstein, thuyết này vẫn còn là một khái niệm trừu tượng.
- Ví dụ hình học cho không gian ba chiều có thể là một khối lập phương, một khối lập phương, một khối cầu, v.v… Khối lập phương là một ví dụ cổ điển về không gian bốn chiều.
- Một ví dụ thực tế có thể là sản xuất phụ gia. Việc bổ sung vật liệu vào đế vuông góc của nó dẫn đến in 3D. Khi bản in 3d này bắt đầu phản ứng với những thay đổi của môi trường, nó có thể được gọi là in 4D.
Sự kết luận
Tất cả các đối tượng mà chúng ta tương tác đều tồn tại trong không gian ba chiều. Mặc dù chiều thứ tư đã được thảo luận trong nhiều năm, nhưng nó vẫn tồn tại như một khái niệm toán học với những bí ẩn khổng lồ. Việc trình diễn chiều thứ tư trên quy mô lớn hơn sẽ biến đổi cách chúng ta hiểu và nhận thức thế giới.
