كل كائن يحتل بعض المساحة. لكن البعد يختلف. البعد هو سمة لكائن تحدد موضع الكائن الهدف. يخبر امتداد أو وجود الهدف في اتجاه معين. على سبيل المثال ، النقطة ليس لها بعد.
الخط يحتل بُعدًا واحدًا فقط. يمتد في اتجاه واحد فقط. المستوى البسيط يشغل بعدين. على سبيل المثال ، يمكن أن يمتد سطح مستوٍ في أي من الإحداثيين الديكارتيين. كل كائن في هذا العالم يحتل ثلاثة أبعاد ، أي الطول والعرض والعمق.
3D مقابل 4D
الفرق بين الأبعاد الثلاثة والأربعة هو أنه يمكن إدراك الأبعاد الثلاثة بسهولة ، على عكس البعد الرابع الذي يصعب الشعور به ومراقبته.
الأبعاد الثلاثة (ثلاثية الأبعاد) تدور حول وجود (امتداد) كائن الهدف في المحور x و y و z. يتم تصور العالم الذي نعيش فيه والأشياء من حولنا من خلال ثلاثة أبعاد (ثلاثية الأبعاد). أصبح من الممكن بالنسبة لنا تصور الأبعاد الثلاثة بمساعدة البيانات التي تم جمعها والتعرف عليها من قبل أعضاء الحواس لدينا. يمكن إرجاع المعرفة بالأبعاد الثلاثة إلى القرن السابع عشر حيث بدأت في الظهور مع اختراع نظام الإحداثيات الديكارتية.
كل ما نختبره يأتي في مساحة ثلاثية الأبعاد. لكن الباحثين افترضوا منذ فترة طويلة وجود بعد آخر بالإضافة إلى البعد الثالث الذي أطلقوا عليه البعد الرابع. بدأ النقاش حول البعد الرابع عندما ذكر جان لو روند دالمبرت هذا المصطلح في أواخر القرن الثامن عشر. البعد الرابع يشير إلى الوقت الذي لا يمكن رؤيته أو الشعور به.
جدول المقارنة بين الفضاء ثلاثي الأبعاد ورباعي الأبعاد
| معلمة المقارنة | ثلاثة أبعاد | أربعة أبعاد |
| تعريف | يشير إلى امتداد أو وجود الكائنات عبر الإحداثيات الديكارتية الثلاثة | يشير إلى امتداد الفضاء ثلاثي الأبعاد وهو مفهوم رياضي للزمان والمكان. |
| المعلمات | الطول والعرض (العرض) والارتفاع | الطول والارتفاع والعرض (العرض) والوقت |
| التصور | يمكن الشعور بها وتجربتها | لا يمكن إدراكها بسهولة |
| أصل | أوائل القرن السابع عشر | أواخر القرن الثامن عشر |
| إثبات الوجود | لقد تم إثبات الفضاء ثلاثي الأبعاد من الناحية النظرية والواقع. | البعد الرابع هو مفهوم لم يتم إثباته في الواقع الفعلي. |
| معلمات رياضية | المحور X و Y و Z | يتكون من أربعة أبعاد تمت إضافة الوقت فيها كمحور افتراضي. |
| مثال | مكعباني شبيه بالمكعب | تسراكت |
ما هو الفضاء ثلاثي الأبعاد؟
يشير الفضاء ثلاثي الأبعاد (3D) إلى وجود كائن في المحاور المكانية الثلاثة. بمعنى آخر ، هو عدد المعلمات المستقلة اللازمة لتحديد موقع كائن معين في الفضاء. تم تصور معرفة الفضاء ثلاثي الأبعاد في فترة زمنية مبكرة للغاية. كل كائن من حولنا ثلاثي الأبعاد بطبيعته. كل هذه الأشياء لها الطول والعرض (العرض) والارتفاع. يتم تصور العالم الذي نعيش فيه في ثلاثة أبعاد. تعتمد درجة هذا التصور على قدرة الفرد على إدراك هذه الأبعاد بمساعدة حواس الفرد.
يتم تحديد تمثيل الفضاء ثلاثي الأبعاد في الرياضيات من خلال الإحداثيات الديكارتية الثلاثة. أي المحور x و y و z. جميع المحاور الثلاثة إلزامية لتحديد موقعها أو وجودها. على سبيل المثال ، يمكن تعريف المستوى المربع بأي من المحورين في نظام الإحداثيات ، أي مستوى x-y أو مستوى y-z أو مستوى z-x بينما جميع المحاور الثلاثة ضرورية للتحقق من وجود المكعب. يمكن العثور على حجم المكعب فقط من خلال البيانات المستخرجة من جميع المحاور الثلاثة.
ما هو الفضاء الرباعي الأبعاد؟
الفضاء رباعي الأبعاد (4D) شيء فريد من نوعه. لا يزال موجودًا باعتباره ملخصًا اكتسب مزيدًا من الاهتمام عندما نشر أينشتاين أعماله حول نظرية النسبية. البعد الرابع هو نسخة معدلة من الفضاء ثلاثي الأبعاد مع إضافة الوقت كمحور وهمي رابع. وفقًا لنظرية أينشتاين ، يقع كل كائن تحت إطار محدد من المكان والزمان. لا يتم التعامل مع الوقت على أنه كمية مستقلة ، بل يتعلق بالمكان.
هذا يعني أن أي تغيير في الفضاء سيكون له تأثير عميق على الوقت أيضًا. في ظل هذا الافتراض ، يختلف عمل الكون تمامًا عندما يُفترض أن الوقت هو معامل الأبعاد. هنا يتم إلغاء تأثير الماضي والحاضر والمستقبل حيث يتغير المكان نسبيًا مع الوقت.
Tesseract هو مثال جيد لفهم البعد الرابع. Tesseract هو وجود مكعب في البعد الرابع. عندما يُنظر إلى المكعب على أنه ينبثق في اتجاه عمودي على الأبعاد الثلاثة الحالية ، يتم تشكيل قطعة صغيرة. ستعطي الصورة المتحركة أدناه فكرة عن tesseract من منظور ثلاثي الأبعاد. نشعر بصعوبة إدراكنا لأننا لا نشعر إلا من منظور ثلاثي الأبعاد. يحاول العلماء بذل قصارى جهدهم لإثبات هذا الملخص في الواقع والذي قد يستغرق بعض الوقت حتى يتحقق.
الفرق الرئيسي بين البعد الثالث والرابع بعد الفضاء
- يحدد الفضاء ثلاثي الأبعاد موقع معين يتعلق بالإحداثيات الثلاثة (المحاور). البعد الرابع هو البعد المفاهيمي حيث يضاف الوقت في الفضاء ثلاثي الأبعاد الذي يعمل كمحور افتراضي إضافي.
- يتكون الفضاء ثلاثي الأبعاد من الطول والعرض (العرض) والارتفاع. يضاف الوقت على أنه البعد الرابع.
- نحن نعيش في عالم من ثلاثة أبعاد. تمت صياغة مفهوم الأبعاد الأربعة من نظرية النسبية العامة لأينشتاين والتي لا تزال مجرد فكرة مجردة.
- المثال الهندسي للفضاء ثلاثي الأبعاد يمكن أن يكون متوازي المستطيلات ، مكعب ، كرة إلخ. Tesseract هو مثال كلاسيكي للفضاء رباعي الأبعاد.
- يمكن أن يكون التصنيع الإضافي مثالاً عمليًا. تؤدي إضافة المادة إلى قاعدتها العمودية إلى طباعة ثلاثية الأبعاد. عندما تبدأ هذه الطباعة ثلاثية الأبعاد في الاستجابة للتغيرات في البيئة ، يمكن تسميتها طباعة رباعية الأبعاد.
استنتاج
جميع الأشياء التي نتفاعل معها موجودة في الفضاء ثلاثي الأبعاد. على الرغم من أن البعد الرابع كان قيد المناقشة لسنوات عديدة ، إلا أنه لا يزال موجودًا كمفهوم رياضي به ألغاز خفية هائلة. إن إظهار البعد الرابع على نطاق أوسع سيغير طريقة فهمنا وإدراكنا للعالم.
