4次元の謎: 理解しようとする私たちの試み
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4次元の謎: 理解しようとする私たちの試み

2023/7/8

4次元ポケットからは何でも出てきますが、そもそも4次元ってどんな感じなのでしょうか?この疑問は、誰もが思ったことがあると思います。私たちは3次元の世界に存在しています。縦、横、奥行きがある世界です。3次元空間しか認識できない私たちには4次元の世界を完全に理解するのは無理だと言われています。しかし、4次元の世界のことを考えて4次元と親しくなることはできます。今回は「展開図」を使ってちょっとだけ4次元を分かった気になる方法を紹介します。まず、次元はこのようになっています。

展開については、小中学校で習われたかと思います。展開するということは、次元を一つ下げるということをやっています。2次元の図形を展開すると、1次元の線になります。

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3次元の立方体を展開すると、2次元の面になります。

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この流れで行くと、4次元の立方体を展開すると3次元の立体になります。ということで、4次元の立方体描くことは難しいですが、その展開図であれば私たちにも認識できます。それが右の立体です。(カラフルに色づけしているのは、わかりやすくするためです。)

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このように、4次元立方体の展開図は8つの3次元立方体がこのように組み合わさったものになるらしいです。展開する前の4次元立方体では、下の展開図の a 同士、b 同士、c 同士、は展開する前は空間的につながっています。

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え?って感じで直感的には理解できませんが、そういうことらしいです。

サルバドールダリは、1954 年に『Crucifixion (Corpus Hypercubus)』(磔刑 超立法的人体)を発表しました。これには、4次元図形の展開図が描かれています。

画像: Dali Crucifixion hypercube

4次元の空間と宗教的な意味とを掛け合わせているように見えますね。他にも、4次元は多くの科学者、数学者、芸術家のインスピレーションの源となってきました。 あると分かっているんだけど理解できないものは、人々の探究心をかき立てます。今後も4次元という概念は、私たちの想像力を膨らませてくれるでしょう。

参考資料

  • カオスとアクシデントを操る数学 難解なテーマがサラリとわかるガイドブック ---エドワード・B.バーガー 、マイケル・スターバード (著)熊谷 玲美、松井 信彦 (訳) ---2010
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