Многомерные концепции пространства и времени. Значение многомерное пространство в большой советской энциклопедии, бсэ "многомерное пространство" в книгах

Оригинал взят у jerboa_wee в вопросики-ответики)

Вот еще более нелепый комментарий (не знаю, как нужно читать чтобы так понять(((

"Значит ЗД будет разрушено, но только для тех, кто будет готов оставить всё " - это полная каша.

Представьте, что вы накопили достаточно возможностей, что бы переехать в новую, "более лучшую"(с) квартирку. Оставили весь хлам, уехали далеко, начали новую жизнь. И как бы для вас этот дом более не существует.

Но достаточно ли этого факта что бы разрушить дом, в котором вы раньше жили? Там остались жить другие люди, там все как-то функционирует, многим даже нравится. Сколько факторов по вашему должно одновременно сложиться, что бы тот дом был разрушен? Кто конкретно будет его рушить, зачем, что будет с остальными? и т.д. и т.п.

Как можно сделать такой вывод из того, что я пишу, если я пишу что Мир со всеми его мерностями вечный и существует одновремено везде и всюду?

Я даже картинку при-мерную, очень схематичную нарисовала, как мерности расположены. Нужно представить все это ещё в объеме. Мерности не расположены линейно, ни в пространстве, ни во времени. Это концепция Нашей Вселенной и нашей Солнечной системы. За более дальними пределами я не знаю, там может быть иначе.

В центре 13 измерение, и оно равноудалено от других. Его влияние равно и постоянно для всех точек, для всех миров. Это мерность Вселенского Христа. Через эту мерность идет сообщение с другими Системами, это главный портал. Зелеными "листьями" обозначены полные мерности, а заштрихованные зеленые зоны - это буферные измерения. Те, кто могут серфинговать по мерностям, используют прямые коридоры. На рисунке видно, как 1 и 11 близко расположены. Ну там есть и другие способы общения, но сейчас не об этом.
"3Д будет разрушено" - это примерно как выпустить указ, о том что цифру три изъято из вычислений, потому что она плохая))))

Нужно понимать, что матрица и мерность это абсолютно разные понятия. Мерность - это системный файл, часть безупречной конструкции и концепции Бытия. Матрицы - это временные файлы, которые могут быть удалены, обновлены, заражены вирусами, взломаны хакерами и ты. ды. Вот, например, наша матрица обновляется каждые сто лет, как винда. Вначале столетия, достаточно просто проанализировать последнюю тысячу лет. Теперь тоже идет такой процесс, но его не надо путать с эволюционным процессом взросления-расширения сознания отдельных душ и их переходом в другие миры, который идет безпрестанно во всех мирах и системах.

Реальность многомерна, мнения о ней многогранны. Здесь показана лишь одна или несколько граней. Не стоит принимать их за истину в последней инстанции, ибо истина безгранична , а у каждого уровня сознания своя картина мира и уровень обработки информации . Учимся отделять наше от не нашего, либо добывать информацию автономно)

Тематические разделы:

Что такое пространственные и временные координаты ? Явных из них четыре: три пространственных и одна временная. Возможны ли дополнительные, не известные нам, скрытые пространственные и временные размерности в нашем мире?

Физики, утверждают, что да. В 1921 г. в журнале “Sitzungsberichte der Berliner Akademie” появилась статья Теодора Калуцы под названием “К проблеме единства физики” (статья была рекомендована А.Эйнштейном). В ней исследователь предложил дополнить четыре измерения пространства- времени пятым, пространственным измерением. Введение пятого измерения позволяло описать все известные в то время фундаментальные измерения (гравитационное и электромагнитное) через пространственные категории.

Несколько лет спустя, шведский физик Оскар Клейн расширил эту теорию, рассмотрев другие многомерные варианты Мироздания и проверив их совместимость с уже известными фундаментальными физическими законами. В современной физике теорией Калуцы - Клейна называют любую квантовую теорию, пытающуюся объединить фундаментальные взаимодействия в пространстве-времени, имеющем более четырех измерений. В настоящее время существует большое количество теорий, рассматривающих наш Мир как 5-ти, 6-ти и даже 12-ти мерный, причем дополнительные координаты могут оказаться как пространственными, так и временными.

Однако существует ряд сильных аргументов “против” многомерья. Прежде всего, оно не наблюдаемо. И сколько бы теорий физики не изобретали, в нашем мире не обнаружено ни одного факта, подтверждающего теорию многомерья. Кроме, разумеется, человеческого разума .

Более того, оказалось, что в случае наличия в окружающем нас мире дополнительных измерений, некоторые существующие природные явления были бы невозможны (в частности существование планет, звезд, атомов и молекул ).

Наглядно, хоть и не совсем верно, это можно представить так, если бы в нашем мире были бы дополнительные пространственные размерности, то что – нибудь туда определенно бы провалилось, выпало, выгнулось (атомы, орбиты планет, волны или частицы). Но ведь этого не происходит!
Естественно, многомерные теории учитывали ограничения, накладываемые реальностью. Существует несколько способов сгладить противоречие между жесткими требованиями нашего мира и мечтой о многомерных реальностях.

Первый способ.

Был предложен в работе А.Эйнштейна и П.Бергмана “Обобщение теории электричества Калуцы”, в ней предполагалось, “что пятая координата может изменяться лишь в некоторых ограниченных пределах: от 0 до некоторого значения Т , т.е. 5-мерный мир заключен как бы в некотором слое толщиной Т”. Величина эта настолько мала, что даже элементарная частица (электрон, например) превосходит ее настолько, насколько земной шар - горошину. И поместить в этот более чем узкий слой дополнительного измерения невозможно ничего.

Если представить весь наш видимый мир с его 4-мя измерениями как плоскость, например, листок бумаги, то пятое измерение предстанет в виде тончайшего слоя пространства нанесенного на этот листик. Во все стороны лист – бесконечен, а вверх (в 5-е измерение) его протяженность ограничена микроскопической величиной слоя. В такое измерение не то что человеку, даже элементарной частице провалится невозможно. И увидеть его нельзя. Даже самые сильные микроскопы не помогут.

Способ второй.

Протяженность пространства в четвертом измерении может быть как угодно велика (в принципе сравнима с почти бесконечными длиной, шириной и высотой). Однако, это пространство “свернуто в исключительно малую окружность”. И это свернутое 5-е направление (координатная ось) соединено с видимым нами 4-х мерных миром лишь узенькой горловиной, диаметр которой сопоставим с размером описанного выше 5-мерного слоя. “Чтобы обнаружить эту окружность, энергия освещающих ее частиц должна быть достаточна велика. Частицы меньших энергий распределяться по окружности равномерно и ее нельзя будет обнаружить. Самые мощные ускорители создают пучки частиц, обеспечивающих разрешающую способность 10 –16 см. Если окружность в пятом измерении имеет меньшие размеры, то обнаружить ее пока невозможно”.

Принятие одного из этих положений объясняет ненаблюдаемость дополнительных измерений (кстати, именно поэтому их и называет скрытыми) и почему они никак не влияют на наш мир .

Но к многомерным теориям пространства, кроме физиков, обращались и представители других естественных наук, в частности В.И.Вернадский , который предполагал, что “физическое пространство не есть геометрическое пространство трех измерений ”
Как, вообще, в голову человека могли прийти эти многомерные пространства, если их нет в окружающей реальности? И можем ли мы придумать, вообразить нечто, чему нет никакого аналога во внешнем мире (до сих пор в качестве такового предлагалось только колесо, да и то ему были аналоги – движущиеся округлые диски – луна и солнце).

Если психика является отображением макрокосма, то она отражает все пространственно – временные свойства мироздания , в том числе и те, о которых мы пока еще и не подозреваем. Это относится к любым представлениям о пространстве. Чем сложнее устроен Мир вокруг нас, тем более сложным является отображение. Любое зеркало - двумерно, но способно отразить трехмерные предметы, как и за абсолютно плоским экраном телевизора существует объемный мир; и если немного постараться, то показываемые пейзажи могут приобрести глубину. А если психика все же не отображение, а неуловимая высшая субстанция, то, в этом случае, созданный “по образу подобию” человек изначально несет в себе Высший план строения Вселенной. И, разумеется, если этим планом предусмотрены высшие измерения для пространства –времени, человек несет в себе и их.
Отражаются (могут ли отражаться) в чувственных образах скрытые размерности внешнего мира, если конечно таковые в нем имеются?
Человек может воспринимать и визуализировать только трехмерные объекты, образы большей мерности принципиально не доступны ни восприятию, ни воображению, т.е. мы не можем их не только увидеть, но и представить.
У нас развились “органы” лишь для тех сторон Сущего-в-себе, какие важно было принимать в расчет для сохранения вида.
Да, но... А если восприятие или воображение многомерных структур имеет смысл и значение для выживания вида? Если мы этого не осознаем, но многомерность пространства-времени играет важную роль в организации нашей психической жизни? Тогда возможно, мы внутри нас как-то отображаем многомерную структуру Вселенной, хотя и не осознаем этого, ведь рыба, отражающая гидродинамические свойства воды строением своего тела, тоже не подозревает об этом и, тем более, не знакома с законами термодинамики.

В исследованиях было установлено эмпирически, что образы измененных состояний сознания могут быть многомерными.

На сеансах с применением ЛСД испытуемые, “знакомые с математикой и физикой, иногда сообщают, что многие из концепций этих дисциплин, которые ускользают от рационального понимания, могут стать более постижимыми и даже могут быть пережиты в измененных состояниях сознания. Способствующие постижению инсайды включают такие теоретические системы, как неэвклидова геометрия, геометрия n-мерного пространства, пространство – время, специальную и общую теорию относительности Эйнштейна” ...
Если скрытые измерения пространства –времени существуют в какой-либо форме, то их наличие должно получить свое отображение в структуре внутреннего пространства, т.е. при определенных условиях (возможно, в измененных состояниях сознания) человек в той или иной степени может визуализировать зрительные образы с мерностью большей трех . Если это происходит, то мы можем говорить о многомерности внутреннего пространства человека. Если подобное окажется человеку не под силу, значит его внутреннее пространство – в лучшем случае 3-мерно.
Гипноз. Испытуемые вводились в состояние глубокого гипноза.
1 опыт - после пробуждения на некоторое время (до получения завершающего сигнала), они перестанут видеть все, что находится справа от них, при этом неважно, куда они смотрят, и каким глазом (правосторонняя агнозия);
2 опыт - после пробуждения на некоторое время (до получения завершающего сигнала), они перестанут видеть все, что находится слева от них, при этом неважно, куда они смотрят, и каким глазом (левосторонняя агнозия).
Во второй серии опытов вызывалась визуализация образов 4-го пространственного измерения . До эксперимента испытуемые не знали, что именно им предстоит визуализировать. Перед опытом испытуемым напоминали некоторые положения школьного курса геометрии. Рисовалось прямая, прямой угол, оси координат; из спичек и пластилина составлялось: прямая, угол, две прямых под углом в 90 градусов, три прямых пересекающихся под углами 90 градусов – декартовы оси координат, демонстрировался пример объемного прямого угла – угол комнаты, в котором пересекаются три стены под прямым углом. Ненавязчиво упоминалось, что 4-ю линию таким образом провести нельзя (“как бы еще одну линию провести под прямым углом ко всем остальным – не получается, ну ладно”).

1. Визуализация в состоянии гипноза. Испытуемые вводились в аналогичное состояние глубокого гипноза. Далее им предлагалось вообразить:
1) прямую линию,
2) две линии, пересекающиеся под углом 90 градусов,
3) три линии, пересекающиеся под углом 90 градусов.
После чего переходили к визуализации 4-го пространственного измерения. Испытуемым предлагалось мысленно провести еще одну линию (четвертую) под углом в 90 градусов ко всем остальным. Другой вариант – предлагалось представить угол комнаты и попробовать вообразить четвертую стену, под прямым углом к остальным. Далее испытуемым предлагалось мысленно “посмотреть” в направлении этой линии и словесно описать все, что они видят.

2. Постгипнотическая визуализация . В состоянии глубокого гипноза испытуемым внушалось, что после пробуждения на некоторое время (до получения завершающего сигнала), они сохранят свою способность визуализировать 4 -ую прямую линию и смогут смотреть в ее направлении из любой точки комнаты. Далее, они выводились из состояния гипноза, и проверялась сохранность внушения. Испытуемые описывали особенности своего видения мира. В заключении давался завершающий сигнал.

В экспериментах принимали участие 7 человек .
Результаты второй серии. Феномен визуализации 4-го пространственного измерения удалось вызвать очень легко . Все семь человек справились с заданием.
При визуализации под гипнозом большинство испытуемых в направлении 4-й оси “видели” или абстрактные геометрические фигуры или затруднялись с описанием увиденного
В следующей группе экспериментов делалась попытка физического проникновения в 4-е измерения в ситуации постгипнотического внушения. В этой группе опытов был подтвержден известный факт, что физически в 4-е измерение проникнуть, увы, невозможно. Даже если человек видит образы этого измерения, все равно физическое тело накладывает ограничения на свободу его перемещений. Таким образом, почти все наши испытуемые, “заглядывая” в 4-е измерения, визуализировали абстрактные геометрические фигуры. И только в одном случае, испытуемая воображала реальные картины. Кстати, это была единственная в этой серии опытов испытуемая-левша.

Вопрос, который возникает. А может быть, все это – игра воображения ? Может быть, испытуемые на самом деле не представляли четвертое измерение , а только воображали, что воображают? Но ведь именно пространство воображения и изучалось; не физический мир , как он устроен (все-таки изучение физического мира – дело другой науки – физики ), а мерность нашего с вами пространства воображения. И если человек только воображает, что он воображает четвертое изменение, может быть это и означает, что он может вообразить высшие измерения в своем внутреннем пространстве.
Обращает на себя внимание факт. Легкость выполнения задания “вообразить четвертое измерение” испытуемыми. Можно предположить, что многомерность пространства воображения – естественное состояние человеческой психики, имеющее под собой вполне материальное - мозговой субстрат.

Действительно, если нашему миру многомерность не чужда, то разве возникшая по его образу и подобию психика не должна отразить ее глубинами своего бытия? Следует учесть, что такое определение внутреннего пространства не нарушает ни один из законов физики.

Обратимся теперь к вербальной сфере. Воплощенные в слове идеи доводятся до сознания и тем самым осознаются нами. Отображение многомерных аспектов вселенной происходит через воплощение соответствующих идей в достижениях культуры (от мифов и сказок до формул и теорий). И именно в таких формах эти идеи и осознаются человечеством – как мифы и легенды, как фантазии и художественные произведения; воплощение в виде формул и теорий.

Сначала, конечно, отображение многомерной структуры вселенной шло в мифах. Представления о том, что наша вселенная состоит из нескольких миров, сообщающихся или почти не сообщающихся, достаточно распространено в мифологии разных народов. Например, в мифах древних славян существовало представление о трех основных субстанциях мира. Представление о многомерности строения внутреннего мира человека встречается в египетской мифологии. Это достаточно обычное разделение мироздания на три мира (земное, небесное и подземное царство).

Человек отображал многомерность нашего мира и скрытые пространственно-подобные измерения с незапамятных времен. Но вопрос, как проникнуть в высшие измерения пространства нашей Вселенной, пока остается из породы вечных. Ответы на него, конечно же, существуют, просто не совсем понятно, как ими воспользоваться.
Наиболее часто, для перехода в высшие измерения рекомендуется свое внутреннее пространство представить как внешнее, а внешнее пространство многомерной реальности как внутреннее. С точки зрения топологии многомерных пространств, это действительно прекрасный способ вообразить четвертое пространственное измерение, находясь в третьем.
Еще в апокрифическом Евангелие от Фомы именно в таких словах описан путь человека в царство божье. “Когда вы сделаете двоих одним, и когда вы сделаете внутреннюю сторону как внешнюю сторону, и внешнюю сторону как внутреннюю сторону, и верхнюю сторону как нижнюю сторону, /.../ когда вы сделаете глаза вместо глаза и руку вместо руки, и ногу вместо ноги, образ вместо образа - тогда вы войдете в [царствие]. Обычно эти слова трактуют в переносном смысле: человек должен полностью измениться, понять себя, осознать сложную природу своего внутреннего мира, изменить ее в лучшую сторону и т.д. Но, возможно, эти слова можно понять и в их прямом смысле, как еще одно описание перехода в высшие измерения. Ну а “царствие небесное” – это классическое представление иных реальностей в мифологии многих народов.
Наша психика обладает дополнительными измерениями, как некая не сводимая к обыденной реальность высшего (в пространственно-временном смысле) порядка.
А может быть и иначе, только благодаря наличию в нашей Вселенной дополнительных измерений, появилась сама возможность психического отображения, возникла психика и развился разум.

Многомерные пространства - миф или реальность? Большинству из нас, или, возможно, всем нам невозможно представить мир, состоящий из более чем трех пространственных измерений. Правильно ли утверждение, что такой мир не может существовать? Или просто человеческий разум не способен вообразить дополнительные измерения - измерения, которые могут оказаться такими же реальными, как и другие вещи, которые мы не можем увидеть?

Мы достаточно часто слышим что-нибудь вроде «трехмерное пространство», или «многомерное пространство», или «четырехмерное пространство». Возможно, вы знаете, что мы живем в четырехмерном пространстве-времени. Что это означает и почему это интересно, почему математики и не только математики изучают такие пространства?

Давайте начнем с простого - начнем с одномерного пространства . Представим себе, что у нас есть город, который расположен вдоль дороги, и в этом городе есть только одна улица. Тогда мы можем каждый дом на этой улице закодировать одним числом - у дома есть номер, и этот номер однозначно определяет, какой дом имеется в виду. Люди, которые живут в таком городе, - можно считать, что они живут в таком одномерном пространстве. Жить в одномерном пространстве довольно скучно, и люди обычно живут не в одномерном пространстве.

Например, если мы говорим про города, то можно перейти от одномерного пространства к двумерному. Примером двумерного пространства является плоскость, а если мы продолжим нашу аналогию с городами, то это город, в котором можно расчертить улицы, допустим, перпендикулярно друг другу, как это сделано в Нью-Йорке, в центре Нью-Йорка. Там есть «стрит» и авеню, каждая из которых имеет свой номер, и вы можете задавать местоположение на плоскости, задавать два числа. Опять же, все мы знаем декартову систему координат, знакомую со школы, - каждая точка задается двумя числами. Это пример двумерного пространства .

Но если мы говорим про город типа центра Нью-Йорка, то на самом деле он является трехмерным пространством, потому что вам мало задать, например, конкретный дом, пусть даже вы зададите его пересечением какой-нибудь «стрит» и какой-нибудь авеню, - вам нужно будет задать еще и этаж, на котором находится нужная вам квартира. Это даст вам третье измерение - высоту. У вас получится трехмерное пространство , в котором каждая точка задается тремя числами.

Вопрос: что такое четырехмерное пространство ? Представить его себе не так-то просто, но можно думать о том, что это пространство, в котором каждая точка задается четырьмя числами. На самом деле мы с вами действительно живем в четырехмерном пространстве-времени, потому что события нашей жизни кодируются как раз четырьмя числами - помимо положения в пространстве, есть еще и время. Например, если вы назначаете свидание, то вы можете сделать это так: вы можете указать три числа, которые будут соответствовать точке в пространстве, и обязательно указать время, которое обычно задается в часах, минутах, секундах, но можно было бы закодировать его одним числом. Например, количество секунд, прошедших с определенной даты, - это тоже одно число. Таким образом получается четырехмерное пространство-время.

Представить себе геометрию этого четырехмерного пространства-времени не очень просто. Например, мы с вами привыкли к тому, что в нашем обычном трехмерном пространстве две плоскости могут пересекаться по прямой либо быть параллельными. Но не бывает такого, чтобы две плоскости пересекались в одной точке. Две прямые могут пересечься в одной точке, а на плоскости не могут в трехмерном пространстве. А в четырехмерном пространстве две плоскости могут и чаще всего пересекаются в одной точке. Можно представлять себе, хотя это уже совсем сложно, пространство большей размерности. На самом деле математики, когда работают с пространствами высокой размерности, чаще всего говорят просто: допустим, пятимерное пространство - это пространство, в котором точка задается пятью числами, пятью координатами. Безусловно, математики разработали разные методы, которые позволяют понимать что-то о геометрии такого пространства.

Почему это важно? Зачем понадобились такие пространства? Во-первых, четырехмерное пространство нам важно, потому что оно применяется в физике, потому что мы в нем живем. А зачем нужны пространства более высоких измерений? Давайте представим себе, что мы изучаем какие-то объекты, которые обладают большим количеством параметров. Например, мы изучаем страны, и у каждой страны есть территория, количество населения, внутренний валовой продукт, количество городов, какие-нибудь коэффициенты, индексы, что-нибудь такое. Мы можем представлять себе каждую страну в виде одной точки в каком-то пространстве достаточно высокой размерности. И оказывается, что с математической точки зрения это правильный способ об этом думать.

В частности, переход к геометрии многомерного пространства позволяет анализировать разные сложные объекты, обладающие большим количеством параметров.

Для того чтобы изучать такие объекты, используются методы, разработанные в науке, которая называется линейная алгебра. Несмотря на то, что она алгебра, на самом деле это наука о геометрии многомерных пространств. Конечно, поскольку представить их себе довольно тяжело, математики используют формулы, для того чтобы как раз изучать такие пространства.

Представить себе четырех-, пяти- или шестимерное пространство довольно сложно, но математики не боятся трудностей, и им мало даже стомерных пространств. Математики придумали бесконечномерное пространство - пространство, содержащее бесконечное количество измерений. В качестве примера такого пространства можно привести пространство всех возможных функций, заданных на отрезке или прямой.

Оказывается, что методы, которые были разработаны для конечномерных пространств, во многом переносятся и на случаи чрезвычайно сложных с точки зрения просто попытки их все представить пространств.

У линейной алгебры есть многочисленные приложения не только в математике, но и в самых разных науках, начиная c физики и заканчивая, например, экономикой или политической наукой. В частности, линейная алгебра является основой для многомерной статистики, которая как раз используется для вычленения связей между различными параметрами в каких-то массивах данных. В частности, популярный ныне термин Big Data зачастую связывается с решением задач по обработке данных, которые представляются именно большим количеством точек в пространстве какой-то конечной размерности. Чаще всего такие задачи можно переформулировать и разумно воспринимать именно в геометрических терминах.

Со школьных лет математика разделяется на алгебру и геометрию. Но на самом деле, если мы задумаемся о том, как устроена современная математика, то мы поймем, что те задачи, которые сейчас решаются, в частности, с применением методов линейной алгебры, на самом деле являются очень отдаленным продолжением тех задач, над которыми задумывались многие тысячи лет назад, например Пифагор или Евклид , разрабатывая ту самую школьную геометрию, которая сейчас есть в любом школьном учебнике. Удивительно, что задача по анализу больших данных оказывается в некотором смысле потомком, казалось бы, совсем бессмысленных - по крайней мере с практической точки зрения - упражнений древних греков по рисованию прямых или окружностей на плоскости или мысленному проведению прямых или плоскостей в трехмерном пространстве.

Что такое четырёхмерное пространство («4D»)?

Тессерракт - четырехмерный куб

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

Чтобы ответить на эти вопросы, начнём с самого простого геометрического объекта - точки. Точка нульмерна. У неё нет ни длины, ни ширины, ни высоты.

Сдвинем теперь точку по прямой на некоторое расстояние. Допустим, что наша точка - остриё карандаша; когда мы её сдвинули, она прочертила отрезок. У отрезка есть длина, и больше никаких измерений: он одномерен. Отрезок «живёт» на прямой; прямая является одномерным пространством.

Тессеракт - четырехмерный куб

Возьмём теперь отрезок 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 двумерное пространство (2D), на ней можно ввести двумерную систему координат - каждой точке будет соответствовать пара чисел. (Например, декартова система координат на школьной доске или широта и долгота на географической карте.).

Если сдвинуть прямоугольник в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой он лежит, получится «кирпичик» (прямоугольный параллелепипед) - трёхмерный объект, у которого есть длина, ширина и высота; 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 двумерном 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.

Тессеракт - четырехмерный куб

Представить себе четырёхмерное пространство для нас также довольно непросто, хотя очень легко описать математически. Трёхмерное пространство - это пространство, в котором положение точки задаётся тремя числами (например, положение самолёта задаётся долготой, широтой и высотой над уровнем моря). В четырёхмерном же пространстве точке соответствует четвёрка чисел-координат. «Четырёхмерный кирпич» получается сдвигом обычного кирпичика вдоль какого-то направления, не лежащего в нашем трёхмерном пространстве; он имеет четыре измерения.

На самом деле мы сталкиваемся с четырёхмерным пространством ежедневно: например, назначая свидание, мы указываем не только место встречи (его можно задать тройкой чисел), но и время (его можно задавать одним числом, например количеством секунд, прошедших с определенной даты). Если посмотреть на настоящий кирпич, у него есть не только длина, ширина и высота, но ещё и протяженность во времени - от момента создания до момента разрушения.

Физик скажет, что мы живём не просто в пространстве, а в пространстве-времени; математик добавит, что оно четырёхмерно. Так что четвёртое измерение ближе, чем кажется.

Представление других измерений

От 2D к 3D

Ранняя попытка объяснить концепцию дополнительных измерений появилась в 1884 году с публикацией романа о плоской земле Эдвина А. Эббота «Флатландия: романтика множества измерений «. Действие в романе разворачивается в плоском мире, называемом «Флатландия», а повествование ведется от лица жителя этого мира — квадрата. Однажды во сне квадрат оказывается в одномерном мире — Лайнландии, жители которой (треугольники и другие двумерные объекты представлены в виде линий) и пытается объяснить правителю этого мира существование 2-го измерения, однако, приходит к выводу о том, что его невозможно заставить выйти за рамки мышления и представления только прямых линий.

Квадрат описывает его мир как плоскость, населенную линиями, кругами, квадратами, треугольниками и пятиугольниками.

Однажды перед квадратом появляется шар, но его суть он не может постичь, так как квадрат в своем мире может видеть только срез сферы, только форму двумерного круга.

Сфера пытается объяснить квадрату устройство трехмерного мира, но квадрат понимает только понятия «вверх/вниз» и «лево/право», он не способен постичь понятия «вперед/назад».

Только после того, как сфера вытащит квадрат из его двумерного мира в свой трехмерный мир, он наконец поймет концепцию трех измерений. С этой новой точки зрения квадрат становится способен видеть формы своих соотечественников.

Квадрат, вооруженный своим новым знанием, начинает осознавать возможность существования четвертого измерения. Также он приходит к мысли, что число пространственных измерений не может быть ограничено. Стремясь убедить сферу в этой возможности, квадрат использует ту же логику, что и сфера, аргументирующая существование трех измерений. Но теперь из них двоих становится «близорукой» сфера, которая не может понять этого и не принимает аргументы и доводы квадрата — так же, как большинство из нас «сфер» сегодня не принимают идею дополнительных измерений.

От 3D к 4D

Нам сложно принять эту идею, потому что, когда мы пытаемся представить даже одно дополнительное пространственное измерение — мы упираемся в кирпичную стену понимания. Похоже, что наш разум не может выйти за эти границы.

Представьте себе, например, что вы находитесь в центре пустой сферы. Расстояние между вами и каждой точкой на поверхности сферы равно. Теперь попробуйте двигаться в направлении, которое позволяет вам отойти от всех точек на поверхности сферы, сохраняя при этом равноудаленность. Вы не сможете этого сделать..

Житель Флатландии столкнулся бы с такой же проблемой, если бы он находился в центре круга. В его двумерном мире он не может находиться в центре круга и двигаться в направлении, которое позволяет ему оставаться равноудаленными каждой точке окружности круга, если только он не перейдет в третье измерение. Увы, у нас нет проводника в четырехмерное пространство как в романе Эббота, чтобы показать нам путь к 4D.

Что такое гиперкуб? Построение тессеракта

Гиперкуб — это обобщающее название куба в производном числе измерений. Всего измерений десять, плюс точка (нулевое измерение).

Соответственно, существует одиннадцать видов гиперкуба. Рассмотрим построение тессеракта — гиперкуба четвертого измерения:

Для начала построим точку А (рис. 1):

После, соединим ее с точкой В. Получим вектор АВ (рис. 2):

Построим вектор, параллельный вектору АВ, и назовем его CD. Соединив начала и концы векторов, получим квадрат ABDC (рис. 3):

Теперь построим еще один квадрат A1B1D1C1, который лежит в параллельной плоскости. Соединив точки подобным образом, получим куб (рис. 4):

У нас есть куб. Представьте, что положение куба в трехмерном пространстве с течением времени изменилось. Зафиксируем его новое местоположение (рис 5.):

А теперь, мы проводим вектора, которые соединяют местоположение точек в прошлом и в настоящем. Получаем тессеракт (рис. 6):

Рис. 6 Тессеракт (построение)

Подобным образом строятся остальные гиперкубы, конечно же учитывается смысл пространства, в котором гиперкуб находится.

Как насчет 10D?

В 1919 году польский математик Теодор Калуца предположил, что существование четвертого пространственного измерения может увязать между собой общую теорию относительности и электромагнитную теорию. Идея, впоследствии усовершенствованная шведским математиком Оскаром Кляйном , заключалась в том, что пространство состояло как из «расширенных» измерений, так и из «свернутых» измерений. Расширенные измерения — это три пространственных измерения, с которыми мы знакомы, и свернутое измерение находится глубоко в расширенных размерах. Эксперименты позже показали, что свернутое измерение Калуцы и Кляйна не объединило общую теорию относительности и электромагнитную теорию, как это первоначально предполагалось, но спустя десятилетия теоретики теории струн нашли эту идею полезной, даже необходимой.

Математика, используемая в теории суперструн, требует не менее 10 измерений. То есть для уравнений, описывающих теорию суперструн и для того чтобы связать общую теорию относительности с квантовой механикой, для объяснения природы частиц, для объединения сил и т. д. — необходимо использовать дополнительные измерения. Эти измерения, по мнению теоретиков струн, завернуты в свернутое пространство, изначально описанное Калуцей и Кляйном.

Круги представляют собой дополнительный пространственный размер, свернутый в каждую точку нашего знакомого трехмерного пространства. │ WGBH / NOVA

Чтобы расширить скрученное пространство, чтобы включить эти добавленные размеры, представьте, что круги Калуцы-Клейна заменяются сферами. Вместо одного добавленного измерения мы имеем два, если рассматривать только поверхности сфер и три, если учесть пространство внутри сферы. Получилось всего шесть измерений. Так где же другие, которые требует теория суперструн?

Оказывается, что до того, как появилась теория суперструн, два математика Эудженио Калаби из Университета Пенсильвании и Шин-Тунг Яу из Гарвардского университета описали шестимерные геометрические формы. Если мы заменим сферы в скрученном пространстве этими формами Калаби-Яу, мы получим 10 измерений: три пространственных, а также шестимерные фигуры Калаби-Яу .

Шестимерные формы Калаби-Яу могут объяснять дополнительные размеры, требуемые теорией суперструн. │ WGBH / NOVА

Приверженцы теории струн делают ставку на то, что дополнительные измерения действительно существуют. На самом деле, уравнения, описывающие теорию суперструн, предполагают вселенную с не менее чем 10 измерениями. Но даже физикам, которые все время думают о дополнительных пространственных измерениях сложно описать как они могут выглядеть, или как люди могли бы приблизиться к их пониманию.

Если теория суперструн будет доказана и идея мира, состоящего из 10 или более измерений, подтвердится, то появится ли когда-нибудь объяснение или визуальное представление более высоких измерений, которые сможет постичь человеческий разум? Ответ на этот вопрос навсегда может стать отрицательным, если только какая-то четырехмерная жизненная форма не «вытащит» нас из нашего трехмерного мира и не даст нам увидеть мир с ее точки зрения.

) более трёх. Обычное евклидово пространство, изучаемое в элементарной геометрии, трёхмерно; плоскости - двумерны, прямые - одномерны. Возникновение понятия М. п. связано с процессом обобщения самого предмета геометрии. В основе этого процесса лежит открытие отношений и форм, сходных с пространственными, для многочисленных классов математических объектов (зачастую не имеющих геометрического характера). В ходе этого процесса постепенно выкристаллизовалась идея абстрактного математического пространства (См. Пространство) как системы элементов любой природы, между которыми установлены отношения, сходные с теми или иными важными отношениями между точками обычного пространства. Наиболее общее выражение эта идея нашла в таких понятиях, как Топологическое пространство и, в частности, Метрическое пространство .

Простейшими М. п. являются n -мерные евклидовы пространства (См. Евклидово пространство), где n может быть любым натуральным числом. Подобно тому, как положение точки обычного евклидова пространства определяется заданием трёх её прямоугольных координат, «точка» n -мерного евклидова пространства задаётся n «координатами» x 1 , x 2 , ..., x n (которые могут принимать любые действительные значения); расстояние ρ между двумя точками M (x 1 , x 2 , ..., x n ) и М" (у 1 , y 2 , ..., y n) определяется формулой

аналогичной формуле расстояния между двумя точками обычного евклидова пространства. С сохранением такой же аналогии обобщаются на случай n -мерного пространства и другие геометрические понятия. Так, в М. п. рассматриваются не только двумерные плоскости, но и k -мерные плоскости (k n), которые, как и в обычном евклидовом пространстве, определяются линейными уравнениями (или системами таких уравнений).

Понятие n -мерного евклидова пространства имеет важные применения в теории функций многих переменных, позволяя трактовать функцию n переменных как функцию точки этого пространства и тем самым применять геометрические представления и методы к изучению функций любого числа переменных (а не только одного, двух или трёх). Это и было главным стимулом к оформлению понятия n

Важную роль играют и другие М. п. Так, при изложении физического принципа относительности пользуются четырёхмерным пространством, элементами которого являются т. н. «мировые точки». При этом в понятии «мировой точки» (в отличие от точки обычного пространства) объединяется определённое положение в пространстве с определённым положением во времени (поэтому «мировые точки» и задаются четырьмя координатами вместо трёх). Квадратом «расстояния» между «мировыми точками» М’ (х’, y’, z’, t’ ) и М’’ (х’’, y’’, z’’, t’’ ) (где первые три «координаты» - пространственные, а четвёртая - временная) естественно считать здесь выражение

(M’ M’’ ) 2 = (x’ - x’’ ) 2 + (y’ - y’’ ) 2 + (z’ - z’’ ) 2 - c 2 (t’ - t’’ ) 2 ,

где с - скорость света. Отрицательность последнего члена делает это пространство «псевдоевклидовым».

Вообще n -мерным пространством называется топологическое пространство, которое в каждой своей точке имеет размерность n . В наиболее важных случаях это означает, что каждая точка обладает окрестностью, гомеоморфной открытому шару n -мерного евклидова пространства.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Многомерное пространство" в других словарях:

Пространство, имеющее число измерений (размерность) более трех. Реальное пространство трехмерно. Через каждую его точку можно провести три взаимно перпендикулярные прямые, но уже нельзя провести четыре. Если принять указанные три прямые за оси… …

Энциклопедический словарь

многомерное пространство - daugiamatė erdvė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. multidimensional space vok. mehrdimensionaler Raum, m rus. многомерное пространство, n pranc. espace à dimensions multiples, m; espace multidimentionnel, m … Fizikos terminų žodynas

Пространство, имеющее число измерений более трёх. Реальное пространство имеет 3 измерения, поверхность 2, линия 1. Обычная пространственная интуиция, человека ограничена тремя измерениями. Введение понятия о пространствах 4 и большего числа… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Пространство, имеющее число измерений (размерность) более трёх. Реальное пространство трёхмерно. Через каждую его точку можно провести три взаимно перпендикулярные прямые, но уже нельзя провести четыре. Если принять указанные три прямые за оси… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Старшие размерности или пространства старших размерностей термин, используемый в топологии многообразий для многообразий размерности. В старших размерностях работают важные технические приёмы, связанные с трюком Уитни (например теорема об h… … Википедия

В математике множество объектов, между которыми установлены отношения, сходные по своей структуре с обычными пространственными отношениями типа окрестности, расстояния и т. д. Исторически первое и важнейшее математическое пространство евклидово… … Большой Энциклопедический словарь

И ВРЕМЯ философские категории, посредством которых обозначаются формы бытия вещей и явлений, которые отражают, с одной стороны, их со бытие, сосуществование (в П.), с другой процессы смены их друг другом (во В.), продолжительность их… … Новейший философский словарь

А; ср. 1. Филос. Одна из основных форм существования материи, характеризующаяся протяжённостью и объёмом. Движение материи в пространстве и во времени. 2. Неограниченная протяжённость во всех измерениях, направлениях. Бесконечное п. Воздушное п.… … Энциклопедический словарь

Многомерное коммуникационное пространство - одно из основных понятий концепций многомерного пространства и рубежной коммуникативности. Результат стратификации разномасштабных процессов в природе и обществе, образующих рубежное энергоизбыточное напряжение (созидательное или разрушительное) … Геоэкономический словарь-справочник

многомерное пространство

пространство, имеющее число измерений (размерность) более трех. Реальное пространство трехмерно. Через каждую его точку можно провести три взаимно перпендикулярные прямые, но уже нельзя провести четыре. Если принять указанные три прямые за оси координат, то положение каждой точки пространства определится заданием трех действительных чисел - ее прямоугольных координат. Обобщая это положение, называют n-мерным евклидовым пространством совокупность всевозможных систем из n чисел "точек" этого пространства.

Многомерное пространство

пространство, имеющее число измерений (размерность) более трёх. Обычное евклидово пространство, изучаемое в элементарной геометрии, трёхмерно; плоскости ≈ двумерны, прямые ≈ одномерны. Возникновение понятия М. п. связано с процессом обобщения самого предмета геометрии. В основе этого процесса лежит открытие отношений и форм, сходных с пространственными, для многочисленных классов математических объектов (зачастую не имеющих геометрического характера). В ходе этого процесса постепенно выкристаллизовалась идея абстрактного математического пространства как системы элементов любой природы, между которыми установлены отношения, сходные с теми или иными важными отношениями между точками обычного пространства. Наиболее общее выражение эта идея нашла в таких понятиях, как топологическое пространство и, в частности, метрическое пространство .

Простейшими М. п. являются n-мерные евклидовы пространства, где n может быть любым натуральным числом. Подобно тому, как положение точки обычного евклидова пространства определяется заданием трёх её прямоугольных координат, «точка» n-мерного евклидова пространства задаётся n «координатами» x1, x2, ..., xn (которые могут принимать любые действительные значения); расстояние r между двумя точками M(x1, x2, ..., xn) и М"(у1, y2, ..., yn) определяется формулой

аналогичной формуле расстояния между двумя точками обычного евклидова пространства. С сохранением такой же аналогии обобщаются на случай n-мерного пространства и другие геометрические понятия. Так, в М. п. рассматриваются не только двумерные плоскости, но и k-мерные плоскости (k < n), которые, как и в обычном евклидовом пространстве, определяются линейными уравнениями (или системами таких уравнений).

Понятие n-мерного евклидова пространства имеет важные применения в теории функций многих переменных, позволяя трактовать функцию n переменных как функцию точки этого пространства и тем самым применять геометрические представления и методы к изучению функций любого числа переменных (а не только одного, двух или трёх). Это и было главным стимулом к оформлению понятия n-мерного евклидова пространства.

Важную роль играют и другие М. п. Так, при изложении физического принципа относительности пользуются четырёхмерным пространством, элементами которого являются т. н. «мировые точки». При этом в понятии «мировой точки» (в отличие от точки обычного пространства) объединяется определённое положение в пространстве с определённым положением во времени (поэтому «мировые точки» и задаются четырьмя координатами вместо трёх). Квадратом «расстояния» между «мировыми точками» М▓(х▓, y▓, z▓, t▓) и М▓▓(х▓▓, y▓▓, z▓▓, t▓▓) (где первые три «координаты» ≈ пространственные, а четвёртая ≈ временная) естественно считать здесь выражение

(M▓ M▓▓)2 = (x▓ - x▓▓)2 + (y▓ ≈ y▓▓)2 + (z▓ ≈ z▓▓)2 ≈ c2(t▓ ≈ t▓▓)2,

где с ≈ скорость света. Отрицательность последнего члена делает это пространство «псевдоевклидовым».

Вообще n-мерным пространством называется топологическое пространство, которое в каждой своей точке имеет размерность n. В наиболее важных случаях это означает, что каждая точка обладает окрестностью, гомеоморфной открытому шару n-мерного евклидова пространства.

Подробнее о развитии понятия М. п., геометрии М. п., а также лит. см. в ст. Геометрия.