四次元の世界とは～基本的なこと、立体の見え方、迷い込んだ例～

映画やSF小説の世界でよく耳にする
「四次元」とは、一体どのような世界なのでしょうか？

具体的に説明せよ、と言われると、一般教養レベルでは中々答えにくい
かなり難しい次元の話です。

　

　

しかし、一次元から順番に、隣の次元を利用した、数学的帰納法で考えると
少しだけ簡単に説明できる部分もある、四次元の世界。

こちらの記事では、そんな算数・数学的な考え方から紐解いていく
四次元の話について、面白い考え方を踏まえながらお伝えします！

　

　

次元に関する基本的なこと

　

　

初めに、次元の概念を知るための、基本的な部分を
お伝えしていきます。

まず、線の世界で例えられる、「一次元」は
前後に動けるものの、左右または上下に動くことができない世界です。

極端な例にすると、断崖絶壁の細い一本道のような線が
いわゆる「一次元」として捉えられます。

　

　

次に、「二次元」と呼ばれる概念について
こちらは比較的認識しやすい、面の世界であると言えます。

前後左右に動き回ることはできるものの、まだ上下には動けない
高さのない世界、言わば、下敷きの中の世界が、「二次元」です。

　

　

そして「三次元」は、今現在の世界
即ち人間が暮らす世界線のことを指しています。

前後左右上下に動くことができ、縦・横・高さを捉えられる、立体の世界
とも言えますよね。

私たちが生きる、三次元の世界までは、大体のイメージが
できたのではないでしょうか？

　

　

では、今回のテーマである、「四次元」とは
果たしてどのような世界であるのか、気になるところですよね！

数学の授業に出てくる、座標軸にすると
縦・横・高さに加え、もう1本、全てに垂直な軸のある世界、あるいは
過去・現在・未来につながる、時間軸のある世界等と例えられる「四次元」。

正確に表現しかねるのが現実ですが、なぜなら
そもそも三次元の中で四次元を説明しようとしているから
という、至ってシンプルな理由に尽きます。

　

　

もちろん、三次元上であっても、四次元の概念を表現できるものは
いくつかあります。

例えば、三次元の立方体、展開すると二次元の正方形の組み合わせで
展開図として、学校の教科書には平面状に表現できますよね！

同様に、もしここに四次元の立方体があれば、その展開図は
1つ下の三次元の立体の組み合わせで、表現できる理論になるのです。

　

　

つまり、四次元の立方体を展開したものは、バラしたその1つひとつが
三次元上の立方体ということ。

三次元の立方体を組み合わせて、1つの物体にしたものが
四次元の立方体であると言えるのです。

実際にそれらの立方体を、物理的に組み立てることは困難を極めますが
こうした捉え方によって、少しずつ四次元の概念に思考を近づけられる
ということですね！

　

　

立体の見え方に関すること

では、そうした「次元」の感覚を基に、実際の立体に関する
見え方を意識してみましょう。

「三次元のボール」が、「二次元の下敷き」にぶつかり、通過する時
二次元の世界から、この様子を見ると、一体どのように見えるでしょうか？

　

　

理論上では、ボールが下敷きに接する際に、小さな点が見え
その点は徐々に円を成し、ボールの中心で最大の円（直径）となり
再び徐々に小さな円を経て、点になり消える、という光景です。

円、即ち、ボールを輪切りにした断面の形は
まるで下敷きに吸い込まれるように、点、円、点へと姿を変えていきます。

　

　

では同様に、「四次元のボール」が、私たちのいる三次元の世界に
飛んできた場面をイメージしてみましょう。

この世の空間に、突如丸い粒が現れ、それが徐々に膨らんで球となり
しぼんでは元の粒になり消える、といった想像ができます。

　

　

本物の「四次元のボール」を見られるわけではありませんが
次元の理屈では、このような推論が出来上がる、ということですね！

この四次元の世界をテーマにした映画作品がいくつか存在するので
四次元の仕組みをさらに学びたい方は、ぜひ参考にしてみましょう。

　

　

四次元の世界に迷い込んだ例

私たちが生きる、この三次元の世界においては
実に不思議な出来事が、時に降りかかるもの。

三次元にいながらにして、四次元の世界に迷い込んだ事例
言わば、時空を超える話は、実際にあるのでしょうか？

次にお伝えするお話を紐解くと
その答えはずばり、ある、ということになります。

　

　

アメリカでの実例には、自動車での移動中、突如、濃霧に包まれ
その直後、直前までいた場所から、実に遠く離れた場所へ
事実上のワープをしていた、という事案があります。

四次元を通過したことにより、時間と場所に大きなズレが生じた
と言える状況です。

　

　

また、アメリカ西海岸の「魔のバミューダ海域」では
その場を航行する船や、上空を通る飛行機が、忽然と姿を消すというのです。

これもまた、別次元の世界に飛んだ、あるいは飛ばされてしまったのではないか
など、あらゆる憶測を呼んでいます。

　

　

こうしたタイムワープや、異世界への迷い込み、突然の行方不明は
日本国内においても、「神隠し」として存在する例もあります。

迷い込んだ当人は、不安と違和感に包まれる状況ですが
三次元という概念の中にいる以上、あらゆる点や条件が重なることで
四次元への出入口が、突然姿を現す、ということかもしれませんね！

　

　

四次元の世界にある概念

　

　

もう1つ、四次元の世界を理解するための簡単な例を
挙げてみましょう！

二次元の世界である下敷きを、三次元にいる私たちは
瞬時に表や裏にできたり、折り曲げることができますよね。

　

　

同様に、四次元の生物がいると仮定すると
三次元の物を、瞬時に裏返したり、変形させられるという理屈です。

例えば、「三次元のボール」でも、論理的には
内側を六角形の白黒模様にして、外側をゴム色にできるということ！

切り貼りしたり、空気を抜くこともなく、地の能力として
それらが可能になるということになります。

　

　

これらの対象は生きものにも通用する話であり、四次元の生物によって
三次元の生物は、生きたまま裏返しにされるということになります。

現実味の無い不気味な話ですが、理論上では命に別状も無いので
捉え方次第では、医療技術に応用できそうな次元の話にも
聞こえてきますよね！

　

　

四次元の世界のまとめ

ここまで順番にご紹介してきた、四次元の世界についての
色々な話について、次元にまつわる様々な不思議を知ることができましたよね！

子どもも大人も、不思議な感覚を養える
少し頭を使ったテーマが楽しめたのではないでしょうか？

　

　

現実に、四次元へ行ける、あるいは入口がある
という話ではありませんが、三次元の道理や時空を越えた四次元は
原理的には存在するものであると考えられてきました。

ドラえもんの「どこでもドア」や、引き出しから行く「タイムマシン」のように
元の次元や世界線に戻れる前提であれば、時空の旅を楽しんでみたいものですよね！