次元 - Wikipedia 空間の広がりをあらわす一つの指標である。座標が導入された空間ではその自由度を変数の組のサイズとして表現することができることから、要素の数・自由度として捉えることができ、数学や計算機において要素の配列の長さを指して次元ということもある。自然科学においては、物理量の自由度として考えられる要素の度合いを言い、物理的単位の種類を記述するのに用いられる。 直感的に言えば、ある空間内で特定の場所や物を唯一指ししめすのに、どれだけの変数があれば十分か、ということである。たとえば、地球は3次元的な物体であるが、表面だけを考えれば、緯度・経度で位置が指定できるので2次元空間であるとも言える。しかし、人との待ち合わせのときには建物の階数や時間を指定する必要があるため、この観点からは我々は4次元空間に生きているとも言える。
4次元に関する誤解 - Wikipedia SF用語としての4次元は、「時間を4つめの次元とするもの」「空間が3次元ではなく4次元(以上)とするもの」双方が存在しており、両者を混同して誤解を招く例がしばしば見られる。 例えば「ドラえもん」に登場する四次元ポケットは、4次元の空間に無限に物体を収納することができるというものであり、時間の要素は存在しない。一方でタイムマシンは当然ながら時間を扱うものであり、4つめの次元の時間を移動する乗り物である。
物理で5次元空間という場合、時間軸は入っていない。時間が入ったら5次元時空、つまり物体Aの座標は(x, y, z, w, t)となる。しかしこの場合tのみが一方向に進み、他の次元は+ーの両方向に進む。
『五次元って説明できるやついる?』という場合、時間軸はないと考えて良い。つまり五次元空間の事を指す。
五次元空間と次元(単位)を同じ次元で記述しているものがいるが、全く異なる。もし同じなら、絶対温度Tは温度空間という空間が存在する事になる。物質にはすべて温度が存在するので、温度空間の中を通過していると捉えられない事もないが、温度は、独立しているわけではない。x y zは互いに独立している。その意味で温度を空間と捉える事はできない
三次元空間で螺旋を描いて動く粒子(地球に届いた荷電粒子は磁力線の周囲に螺旋を描いて地球に降り注ぐ。)は三次元空間(Lの三乗世界、力がLの2乗に逆非礼する世界)での数学物理的に記述する事が可能。この螺旋を2次元空間に投影すると漫画など描かれる雷状の形状で、2次元空間を動く、粒子が方向を変える時は加速度が生じるその時にえがかれ軌跡は必ずなめらかな曲線となる。ところが、雷状の形状は方向を変える時の軌跡は瞬間(0秒で変化する)的に方向を変えている。これは無限大の加速度、つまり無限大の力生じた事となり、2次元空間内では有り得ない現象であると認識される。二次元世界の物理学者はこの現象を観察した時から、3次元世界が存在する事を認識する。
これは何を意味するかというと、当たり前の事だが、4次元世界の現象、もしくは物体を3次元世界に投影しても説明に困難さがつきまとう事になる。4次元世界を3次元世界でより厳密に表現しようと思ったら、4次元世界の断面を3次元世界に切り出し、その断面を並べる事だ。現象によっては無限の数の断面を並べる事になるが、それは不可能で、あと想像するだけだ。
人間が住む3次元空間はx, y, zがともに対等(少なくとも同じ大きさ。150億光年)であると考えられている。4次元目wは対等(大きさがはるかに小さい)ではないらしい事が推測されている。w軸に対して垂直に切り出した断面しか投影できないと私は認識している。5次元空間版ルービックキューブ動画は5次元から3次元に切り出されたものであろうが、また5個の次元は対等であるという条件であろう。少なくとも、動きや大きさの変化をなめらかにする事によって、2次元空間で3次元断面を描写している。私にはこの動画がどのように作られたかは判らないが、どの断面を切り出してきたのか。これは5次元世界の物体ですので無限に切り出す必要がないので、その断面をすべて2次元平面上に描写したのかどうか、私には分からない。
wiki 弦理論
「1940年代までに陽子および中性子は電子のような点様粒子ではないことが明らかになっていた。それら粒子の磁気モーメントはスピン-1/2 のチャージを持つ点様粒子のものとは大きく異なっていて、この違いは小さな摂動が原因と考えるには大きすぎた。それらの粒子間の相互作用は非常に強かったので、その散乱特性は点様ではなく小さな球体のような振る舞いをした。」
高エネルギー下での素粒子のふるまいを説明したい、ということか
wiki スピン角運動量
「基本変数を「粒子の位置と運動量」とする量子論ではスピンを記述することができないため、粒子が持つ「内部自由度(固有角運動量、内部角運動量とも呼ぶ)」としてスピンを基本変数に付け加える。この「位置と運動量とスピンなどの足りないもの」を基本変数とする量子論が「量子力学」である。基本変数を「場とその時間微分または共役運動量」に選ぶ量子論、つまり「場の量子論」では電子は粒子ではなく「電子場」として記述され、電子場は電磁場の「偏光」(電磁場の向きが右回りに回転するか左回りに回転するか)に似た属性を持つ。これがスピンであり、場の自転のようなものなので、角運動量を伴う。その角運動量ベクトルで、スピンの向きと大きさを表す。このスピンの例でわかるように、古典的に場であったもの(電磁場など)だけでなく、電子のような古典的には粒子とみなされてきた物理系であっても、場を基本変数にしたほうが良く、適用範囲も広いことが判っている。」
これだけの説明でも理解する事は困難なので、またの機会に説明します