Không gian bốn chiều (4D) đã nhiều lần được nhắc đến trong cuộc sống của con người, và không ít lần, không gian bốn chiều được sử dụng cho những ứng dụng tích cực trong cuộc sống.
Vậy thì không gian bốn chiều là gì? Bài viết này sẽ giúp bạn tìm ra câu giải đáp cho câu hỏi của bạn.
Không gian 4 chiều là gì?
Không gian 4 chiều hoặc không gian 4D là một phần mở rộng cho toán học của khái niệm không gian ba chiều hoặc 3D.
Không gian ba chiều là khái quát hóa quan sát đơn giản nhất có thể, cụ thể là chỉ cần ba con số gọi là kích thước để mô tả kích thước hoặc vị trí của các đối tượng trong thế giới hàng ngày.
Không gian 4 chiều, như cái tên nghe có vẻ đơn giản, bản chất lại vô cùng phức tạp và có một khái niệm thực sự khiến chúng ta cảm thấy bối rối cho bộ não của mình.
Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và khám phá ra khái niệm không gian bốn chiều.
Trong bất kỳ vật thể nào trên Trái đất, chúng ta thấy ba kích thước riêng biệt là chiều rộng, chiều cao và chiều dài, và một chiều kích thước khác mà mọi thứ ít được chú ý đến là chiều thời gian.
Đó là bởi vì có những hạn chế trong tâm lý con người khiến chúng ta không thể nhận ra chiều thứ tư của sự vật.
Tuy nhiên, chúng ta vẫn thường có một thói quen, cũng là một trong những xu hướng cụ thể, đó là không gian có 3 chiều và 1 chiều còn lại là chiều thường gian.
Không gian 4D hay còn gọi là không gian 4D là một khái niệm được phát triển từ khái niệm không gian 3 chiều trong toán học.
Không gian 3D là một trong những kích thước đơn giản nhất mà chúng ta có thể quan sát, nó có ba chiều: chiều rộng, chiều dài và chiều cao, mục đích của nó là mô tả kích thước và vị trí chính xác của các vật thể tồn tại trên hành tinh của chúng ta.
Từ những sự hiểu biết về không gian ba chiều, chúng ta có thể phát triển sự hiểu biết về không gian bốn chiều, rất nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa ra kết luận rằng không gian bốn chiều là một khối không gian vuông góc với không gian bốn chiều.
Theo giả thuyết này, chúng ta có thể thấy sự nhất quán, điều này hiển nhiên với không gian 4D, và rất khó để nhìn thấy 4D với khả năng trừu tượng của bộ não.
Để hiểu đầy đủ về không gian bốn chiều, chúng ta cần phân tích sâu sắc các khía cạnh và đặc điểm khác nhau của không gian này. Hãy theo dõi phần tiếp theo để hiểu thêm về không gian 4D.
Nguồn gốc hình thành của không gian 4 chiều
Khám phá không gian bốn chiều không dễ dàng nhưng các nhà khoa học đã làm được. Vào những năm 1700, một nhà khoa học tên là Joseph-Louis Lagrange đã có một ý tưởng mới về chiều không gian 4 chiều.
Năm 1854, ông chính thức thiết lập các quy tắc chung và tiêu chuẩn, đưa ra khái niệm cụ thể về không gian 4 chiều.
Mãi cho đến năm 1880, một nhà khoa học khác tên là Charles Howard Hinton đã nghiên cứu và phổ biến sự hiểu biết sâu sắc của mình về khái niệm này, khi ông viết một định luật rất sâu sắc giải thích không gian bốn chiều một cách chi tiết.
Từ đó, phương pháp xác định không gian bốn chiều được gọi là phương pháp Hinton, trong đó chúng ta sẽ tiếp tục vẽ hai hình lập phương bình thường mà mắt thường không nhìn thấy được khoảng cách của chúng.
Phân tích về không gian 4 chiều
Từ phương pháp xác định không gian bốn chiều của nhà khoa học Hinton, chúng ta có thể phân tích và giải thích loại không gian này:
Đầu tiên là vẽ hai hình bằng một khối lập phương mà chúng ta không thể nhìn thấy khoảng cách bằng mắt thường.
Tiếp theo, chúng ta cần vẽ thêm các đường trung trực cho các đỉnh tương đương của hai hình lập phương này.
Khi đã có đủ 8 dòng để nối với các đỉnh của hình lập phương, trường hợp cần làm cho trường hợp đi một chiều đến không gian thứ tư mà chúng ta không thể nhìn thấy.
Trong cuộc sống của chúng ta, có những điều hiển nhiên liên quan đến các chiều của sự vật, chẳng hạn như đường thẳng là một chiều, mặt phẳng là hai chiều, trong không gian gọi là ba chiều.
Đối với không gian, chúng ta chỉ cần xử lý một trục, đó là O-xyz trong cả ba chiều.
Mọi thứ trên Trái đất sẽ được xác định theo tọa độ của ba điểm x, y, z. Đối với chiều thứ tư, người ta nghĩ đến thời gian, theo đó một điểm khác trong không gian xuất hiện, được gọi là điểm “t”.
Từ phân tích trên, chúng ta có thể hiểu rằng trong không gian ba chiều, không chỉ có không gian ba chiều mà có vô số điểm không gian bốn chiều.
Tọa độ được xác định là Oxyzt, và tung độ không gian của tọa độ sẽ thay đổi theo biến thời gian của “t” thay đổi.
Khi điểm t thay đổi, ngay cả khi các thuộc tính của x, y và z không thay đổi, tọa độ của xyz sẽ thay đổi.
Ứng dụng không gian bốn chiều trong cuộc sống
Không gian bốn chiều hoặc không gian ba chiều nói chung, từ lâu đã trở thành nền tảng của toán học và vật lý để giúp con người hiểu nó một cách dễ dàng và chính xác hơn.
Đối với khoa học, không thể thành công hoặc trở nên đúng đắn nếu không sử dụng không gian đầu vào để áp dụng và diễn giải.
Mặc dù cấu trúc của không gian 4 chiều có phần phức tạp nhưng nó lại rất quan trọng trong cuộc sống của chúng ta.
Có lẽ sự trừu tượng của không gian bốn chiều khiến chúng ta khó hiểu hơn, nhưng nó cũng là một yếu tố trong cách chúng ta áp dụng và giải thích nhiều hiện tượng khác nhau nảy sinh trong cuộc sống của chúng ta.
Không gian bốn chiều không thể được thể hiện trên giấy, thay vào đó, bạn có thể hình dung nó hoặc tạo ra các mô hình trong đầu để mô tả không gian bốn chiều một cách dễ hiểu nhất.
Trên đây là bài viết giải thích cho câu hỏi về không gian 4 chiều là gì. Hi vọng bài viết này hữu ích với các bạn trong quá trình tìm hiểu về không gian 4 chiều.