社会人に役立つ豆知識をこまめに更新中!

CoMaMe

言葉の意味

4次元とは何か?具体例で意味を簡単にわかりやすく解説!

4次元とは

(4次元の意味とは?簡単にわかりやすく解説します)

4次元」という言葉は、皆さんも耳にしたことがあるでしょう。

SF映画・物理学・ドラえもんの4次元ポケット…。などなど、いろいろありますよね。

しかし、これらの「4次元」はすべて同じ意味というわけではありません。

4次元という言葉は、いろんな意味で使われることがあるので注意が必要なのです。

以下では、4次元という言葉の意味について、簡単にわかりやすく解説します。

ぜひ参考にしてみてください。

Sponsored Links

4次元の意味とは?簡単にわかりやすく解説!

4次元とは、ごく簡単に言えば「ものごとをあらわす軸が4つある状態」のことをいいます。

イラストで2次元や3次元との違いをイメージすればわかりやすいでしょう。

↓例えば、2次元というのはこういう「奥行きのない絵」ですよね。

4次元とは

(このリンゴは「2次元」です)

↓一方で、3次元とはこういう「奥行きのある絵」です。

4次元とは

(このリンゴは「3次元」です)

これら2次元の絵と、3次元の絵とでどういう違いがあるのか?を考えましょう。

2次元は「タテとヨコ」という2つの軸の中で絵を描いていますね。

そして、3次元では「タテとヨコと奥行き」という3つの軸で絵を描いています。

3次元の絵は、2次元の絵では考慮していなかった「奥行き」を意識して描くことをいうわけです。

Sponsored Links

4次元とは「タテとヨコと奥行き」にもう1つの軸を足したもの

これと同じように、4次元について考えましょう。

「タテとヨコと奥行き」にもう1つ軸を足して、例えば「時間」を付け加えます。

4次元を具体例で表現するのは難しいですが、例えばピカソが2日間にわたって「まったく同じテーマ、同じ筆の運び」で絵を描いたとします。

この2つはまったく同じ絵に見えても、「昨日描いた絵」と「今日描いた絵」ということで別物ですよね。

これは、3次元で表現されたものに「時間」というもう1つの軸を追加したことになります。

つまり、これが4次元で考えたときの絵ということです。

Sponsored Links

4次元の意味に関するもう少しくわしい説明

4次元とは

(4次元の意味に関するもう少しくわしい解説)

日常会話で使う「4次元」の意味についてはこれだけでも十分でしょう。

以下ではもうちょっとくわしく知りたい人向けに4次元の意味について解説します。

↓もう少しだけくわしく説明すると、4次元という言葉には、大きく分けて以下の2つの意味があります。

「4次元」には2つの意味がある

  • 相対性理論における4次元
  • 空間における4次元

「相対性理論」なんて難しい言葉が出てきましたが心配しないでOKです。

以下でシンプルに解説していきます。

Sponsored Links

相対性理論における「4次元」の意味

相対性理論は、ドイツの物理学者アインシュタインが考えたアイデアです。

彼は、3つの空間座標(左右、上下、奥行き)からなる3次元に「時間」という空間をプラスしたものが4次元と考えられています。

つまり、私たちが今生きているこの世界が4次元の世界ということになりますね。

とはいえ、相対性理論には難しいイメージがありますよね。

彼のいっている「4次元」という言葉自体が難しいと考えられてしまうことも多いようです。

そのため、SF作品では「とにかくわけがわからなくてややこしい世界」として4次元の世界と名付けられてしまう事も少なくありません。

私たち人間は4次元以上のものを直感的に認識することができませんから、「なんだか難しくて意味不明な世界」のことを「4次元の世界」と表現することがあるのです。

同じような意味で、アニメや漫画などの「作画ミス」が4次元と呼ばれることがあります。

例えば、大きなものを小さな入れ物に収めようとしていたりする場面を想像してみてください。

その小さな入れ物の中が「4次元空間になっているのではないか」とネタにされることがあります。

これについては、ドラえもんの4次元ポケットが大きく影響していますね。

(4次元ポケットについては、後で詳しく解説します)

空間における4次元

数学では「計量ベクトル空間」という分野があります。

軽量ベクトル空間においては、1次元は線、2次元は面、3次元は立体と考えられています。

では4次元は何なのかというと、実はこれについては「不明」というのが現在の数学の答えです。

計量ベクトル空間は線型代数学(せんけいだいすうがく)の1つであり、すべての事象を「線を用いて表現する理論」です。

そのため、相対性理論のように「時間」といった「線で表現できないもの」を用いることはできないのです。

Sponsored Links

1~3次元とは?それ以上の次元も存在する?

4次元とは

(「4次元を超える世界」も存在するのか?)

4次元について説明しましたが、そもそも1~3次元はどういう空間のことをいうのでしょうか。

また、4次元よりさらに上の「5次元以上の空間」も存在するのでしょうか。

ここまでの復習も兼ねて、各次元の世界がどういうものなのかを整理しておきましょう。

1次元の世界

1次元は、いわゆる「線だけ」の空間です。

直線や曲線、円周といった線が1本しかない世界を1次元と呼びます。

相対性理論では、「時間」だけの空間も1次元とされています。

2次元の世界

2次元は、いわゆる「面」の空間とされています。

四角形や三角形、円形などのように縦と横で構成された世界を2次元と呼びます。

3次元の世界

3次元は、いわゆる「立体」の空間です。

立方体や三角錐、円柱などのように縦と横に奥行きをプラスした世界を3次元と呼びます。

Sponsored Links

4次元の世界

4次元をひとことで表現することは難しいですが、いわば私たちが住むこの世界は4次元とみることができます。

私たちは物理的な個体としては「立体(3次元)」で表現できますね。

しかし、立体としての私たちは、時間が経つごとに変化していきます。

そうした「時間の経過による変化」も加味して私たち自身を考える場合、この世界は4次元ということになります。

5次元以上の世界

5次元以上になると、学者の間でも意見が分かれるほど難しい話になります。

そのため、「5次元とはこういう世界のことだ」とシンプルに説明することはできません。

学者の中には「11次元まで存在する」という人もいれば、「5次元以上は存在しない」という人もいます。

現代の科学では5次元以上の空間はまだ未知数とされることが多いです。

Sponsored Links

4D映画とは?4次元の映画?

4次元とは

(最近話題の「4D映画」とは?)

最近は映画館などで「4D映画」が上映されるようになりました。

スクリーンに映されている映像に合わせて、シートが振動したり、顔に水がかかったり、匂いがしてきたり…というかたちで上映されるのが4D映画です。

この「4D」とは、「Four Dimension(訳:4次元)」の略です。

直訳すれば「4次元の映画」となりますが、具体的には視覚と聴覚の2つで楽しめるのが2D映画で、それに奥行きをプラスしたものが3D映画。

そこにさらに風や匂い、シートの振動など臨場感をプラスしたものを4D映画と呼んでいるわけです。

Sponsored Links

ドラえもんの「4次元ポケット」は表現として正しい?

ドラえもんの4次元ポケットは「無限に物が収容できるほど広い空間」を表現したものと解釈できます。

つまり、普通の世界である「3次元」に、何かしらの軸がプラスされ、「無限に広がる空間」が発生した状態を表していると考えられます。

果たしてこういう表現が正しいのか?ありえることなのか?ですが、例えば数学的に言えば「正しいとも間違っているとも言える」というのが回答になります。

というのも、前述した計量ベクトル空間では、4次元を「存在しない世界」と考えるのでした。

「存在しないもの」をどういう風に解釈していても、数学的には「それは違う」とも「それは正解」とも言い切ることはできないのです。

よって、数学的にみた場合の「4次元ポケット」は、表現として正しいとも間違っているとも言えないと考えられます。

まとめ

今回は、4次元という言葉の意味について解説しました。

ものすごくシンプルにまとめると、「4つの軸(評価項目)を使って表現したもの」が4次元ということになります。

アインシュタインの相対性理論はいっけん難しいですが、勉強してみるととても面白いですよ。

物理学に興味がある人だけでなく、哲学について興味がある人にもぜひ知っておいてほしい考え方です。

ぜひ参考にしてみてください。

Sponsored Links

-言葉の意味

Copyright© CoMaMe , 2019 All Rights Reserved Powered by AFFINGER5.