次元:0~4次元ってどんな世界? 私たちの世界は何次元?(知的な小話157)

ここでは、日常会話で使える知的な小話と、実際の使用例を紹介します。

次元とは

次元とは、空間の広がりを示すための指標です。

よくアニメや漫画は2次元、現実は3次元といった形で使われますが、次元は直感的に言えば、ある特定の場所を指し示すために、いくつの変数が必要かということを表しています。

例えば2次元であれば平面なので、x軸とy軸(横の位置と縦の位置)がわかれば、特定の1点を指し示すことができます。

3次元であれば立体なので、x軸とy軸とz軸(横の位置と縦の位置と奥行の位置)が必要となります。

指し示すための変数が多ければ多いほど、空間は広がっていきます。

0次元から4次元まで順番にどういった空間を指すのかを見ていきたいと思います。

0次元とは

0次元は点を指します。

ある1か所だけを点で指すので、場所は決まっており、特定の場所を示すための変数が不要です。

横幅も縦幅も高さもない、ただの1点の空間だけが0次元です。

1次元とは

1次元は線を指します。

1本の線を指しており、x座標(横の位置)がわかれば、1次元上では特定の位置を指し示すことができます。

1つ前の次元である0次元の点が何個も並ぶと、1次元の線になります。

2次元とは

2次元は平面を指します。

縦横に広がる平面を指しており、x軸とy軸(縦の位置と横の位置)がわかれば、2次元上では特定の位置を指し示すことができます。

グラフの座標を(x、y)=(2、5)といった具合に示した算数の勉強を思い出すとイメージしやすいです。

1つ前の次元である1次元の線が何個も並ぶと、2次元の平面になります。

3次元とは

3次元は立体を指します。

横・縦・奥に広がる立体を指しており、x軸とy軸とz軸(横の位置と縦の位置と奥行きの位置)がわかれば、3次元上では特定の位置を指し示すことができます。

次元を物理的な空間の広がりだとすると、私たちが知覚している世界は3次元で、私たちの現在地点も、緯度と経度と高度がわかればピンポイントで示せます。

1つ前の次元である2次元の平面が何個も並ぶと、3次元の立体になります。

4次元とは

3次元+1時空

4次元の考え方には諸説ありますが、3次元の世界に時空の概念を加えたものを4次元とする考え方は理解しやすいです。

これまで、1つ前の次元の世界を複数並べていくと、次の次元へと進みました。

それに則り、3次元の空間を複数並べると時間と言う概念が生まれ、それが4次元の世界だと言えます。

10時10分1秒の世界、10時10分2秒の世界、といったような、パラパラ漫画みたいなイメージです。

3次元+1時空で4次元だということになります。

時間の概念を加えることで、どの時点のどの場所といったようにして時間と場所を指し示すことができます。

しかし、次元を物理的な空間の広がりだと定義すると、時空を加えて4次元とするこの考え方は適切ではありません。

物理的な空間としての4次元

残念ながら私たちは3次元の世界の住人なので、純粋な物理的な空間としての4次元をイメージすることはできません。

2次元の世界の住人が3次元の奥行きを知覚することができないのと同様です。

2次元の住人にとっては3次元の住人が奥行きを使って別のz座標に移動するとまるで突然消えてしまったように感じるでしょう。

このように、低度な次元に住んでいる存在は、高度な次元の存在を知覚することすらできないのです。

そのため、我々が気付いていないだけで、この世界には4次元の住人がうじゃうじゃ生きているかもしれません。

最新の宇宙理論である「超ひも理論」は、私たちが今生きる宇宙は実は10次元なのではないかという説を主張しています。

日常会話での使用方法

「お前アニメとか漫画めっちゃ詳しいな!」

「君とは次元が違うからね」



本サイトで紹介している用語一覧は以下です。



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