0%


Многомерный мир в представлении программиста, кибернетика и биоинформатика

Почему мир выглядит трехмерным?

Прошлой осенью весь мир в оцепенении покидал залы кинотеатров — премьера «Интерстеллара» путала мысли и учащала пульс. Измерения? Черная дыра? Время как пространственная величина? Что произошло бы, если люди воспринимали 5 измерений вместо стандартных 3: длины, ширины и высоты? 

Человек мыслит в четырех измерениях. Мы можем представить любой трехмерный объект, покрутить его в голове, а также представить, как он выглядел или будет выглядеть. Плюс, видя глазами, мы четко понимаем текущее состояние времени (настоящего или прошлого, если видим фотографию). Если бы мы видели не точечное время, а интервальное, то нам с первого взгляда открывалась бы вся судьба объекта, от создания до уничтожения. То есть линия жизни (существования) объекта была бы заранее известна.

Николай Бросков
программист

ВЕРОЯТНО, БУДЬ МЫ «ПЯТИМЕРНЫМИ», МЫ БЫЛИ БЫ ОЧЕНЬ ОДИНОКИМИ.

А если добавить еще одно измерение, то мы соединили бы сразу несколько судеб объекта, то есть все его возможные изменения. Трехмерные существа не способны перемещаться во времени рывками. Описанные возможности можно сравнить с тем, что сейчас называют ясновидением или гаданием. В "Интерстелларе" тем же пятым измерением считается пучок множества времен, а шестым — множество всех возможных пучков множества времен (есть, наверное, название получше). Герой Макконахи перемещается не в свое прошлое, а в свое альтернативное. То есть в другой пучок времени с другими событиями, в том числе созданными им же в другом пучке времен. А значит, он ведет себя как пятимерное существо в шестимерном пространстве.

За тысячи лет существования людей (имею в виду документальную историю) признаков существования таких существ не было обнаружено. Или же было обнаружено, но было неправильно понято. Более того, столь могущественные существа сами не выходят на контакт. Я делаю вывод, что реальность для них и для нас совпадает в том, что пространство по большей части пустует. Вероятно, будь мы "пятимерными", мы были бы очень одинокими. Так что я вполне доволен текущим положением дел».

Есть физические теории о большом количестве измерений, да. Если число честных, однородных, пространственных измерений заменить на 5, то проблема будет уже не в том, как человек это воспринимает, а в том, как вселенная будет выглядеть. Да, человеческий мозг заточен под трехмерное пространство, но в нашем гипотетическом сценарии даже сам мозг будет пятимерным.

Алексей Диевский
биоинформатик

Если начать с органики — аминокислоты полезны именно тем, что образуют определенные трехмерные структуры. А тут они бы пятимерные образовывали. То есть вполне возможно, не смогли бы выполнять те же функции. Можно упростить наш сценарий — пусть все-таки вся материя сосредоточена в трехмерном подпространстве пятимерного пространства. И, скажем, человек в результате научного прогресса получает доступ к остальным измерениям. Тогда сразу становятся доступны все фокусы вроде прохождения через запертые двери, зеркального выворачивания и т. п. Это когда сердце оказывается справа, а все L-аминокислоты меняются на D-. Если на столе лежит прозрачный лист с текстом, то, перевернув его, вы получите зеркально отраженный текст. А если лист обязан оставаться в плоскости стола, то такого эффекта никак не добиться. С добавлением лишних измерений к трехмерному пространству та же история. Зеркальное отражение оказывается частным случаем поворота.

Новая жизнь на планете зависит от доступности этих новых измерений. Любой ли гражданин сможет туда сходить или для этого требуется располагать существенными ресурсами? Непонятен еще вопрос, почему существующая материя не утекает в этих новых направлениях (а она не утекает, иначе закон сохранения энергии бы не работал). И не начнет ли она утекать после таких изобретений? Почти готовый сюжет для фантастического фильма-катастрофы!

У меня в голове с точки зрения математики все конечномерные пространства более-менее равнозначны, а разница кроется действительно только в человеческом восприятии, которому доступны только первые три (ну или четыре, если точку тоже посчитать), их он может представить и увидеть. Но в математике не так уж важно, сколько у точки координат — ну три, ну пять. Не имея возможности представить или нарисовать, например, пятимерный куб или другую сущность, мы можем описывать ее свойства, проделывать какие-то действия, но общие принципы и результаты не будут сильно отличаться от трехмерного, хорошо иллюстрируемого случая.

Хотя вроде бы были теоремы, которые не работали для больших размерностей или, наоборот, начинали работать, но вспомнить их сходу не получилось. В итоге, если рассуждать таким образом, мол, «пятимерность — эта такая же трехмерность, только плюс два измерения», можно сказать, что мир изменился бы не очень сильно. Смартфоны могли бы становиться не «длиннее, шире и тоньше», а, например, увеличиваться в трех измерениях и уменьшаться в двух других. Акробаты бы могли вращаться в двух дополнительных направлениях, и количество их трюков возросло бы геометрически (интересно, кстати, как бы работало тяготение — возможно, что этим же акробатам пришлось бы преодолевать не только притяжение вниз, а еще в одну или две стороны).

Еще есть нюанс, что четвертым измерением называют время. Часто рассуждение об увеличение измерений идет именно в этом направлении, но я тут рассуждала как раз только об увеличении размерностей именно в пространстве.

Ну и, конечно, все писатели-фантасты уже поразмыслили на эту тему. Простой ответ на то, чем отличается пятимерное восприятие от трехмерного, звучит так: «Примерно так же, как трехмерное восприятие от одномерного». У Воннегута есть «Бойня номер пять», там как раз персонаж начинает воспринимать время наравне с тремя пространственными изменениями. Еще рекомендую почитать романы «Флатландия» и «Дом, который построил Тил»..

Надежда Серкова
кибернетик

Пентеракт — аналог куба в пятимерном пространстве.

На самом деле, только проекция пентеракта на трехмерное пространство (на двухмерной картинке)

Почему мир выглядит трехмерным?

Ширина, длина и высота как 3 кита восприятия человека

{"width":120,"columns":10,"padding":0,"line":40}
//oldone 63563999