La mejor manera de comprender las dimensiones es comenzar con dimensiones más pequeñas que tres y trabajar muy lentamente para que la analogía sea clara. Se necesita un exceso de detalles para eliminar la confusión. La paciencia dará sus frutos. Además, espero señalar que existe una versión espacial de la indefinibilidad de Tarski en consideración de las dimensiones sin ninguna referencia a la teoría formal de conjuntos.
1) Crear un espacio para guardar cosas y definir las relaciones.
Un objeto de dimensión cero se llama un punto, pero una “matriz” unidimensional utilizada para almacenarlo puede tener puntos infinitos. La matriz es la “dimensión” real que contiene los objetos de punto. (una matriz en programación se ve así: arrayname [#]) Dado que un punto no tiene dimensión y no es medible, es un poco engañoso insistir en que una colección de puntos adimensionales es de alguna manera medible. De hecho, la relación de los puntos entre sí está completamente indefinida hasta que se defina otra dimensión. Un número infinito de ellos podría estar en el mismo lugar o podrían estar dispuestos aleatoriamente en algún espacio de dimensiones superiores. El punto es que la dimensión o matriz es un “espacio” que es como un conjunto infinito de contenedores. Sin embargo, si no existe una dimensión superior, nuestro concepto de disposición entre ellos es algo que agregamos por imaginación debido a nuestro concepto de una disposición lineal de una línea numérica con la que etiquetamos esas cajas, pero esa relación no puede existir en una realidad 1D . En una realidad 1D no hay una relación espacial entre puntos. Al igual que las dimensiones superiores, nuestras nociones preconcebidas también agregan accidentalmente cosas a las dimensiones inferiores. No hay colisión ni dirección porque no hay forma de definir una dirección sin algo que atraviese la “línea”. Por lo tanto, lo siguiente es que la visualización es engañosa sin mayores dimensiones. Lo que sí transmite es que usamos conjuntos de contenedores llamados matrices para almacenar y etiquetar cosas como bits de espacio vacío de cualquier tamaño que decidamos usar para un tamaño de unidad.
Sin embargo, una vez que se define la dimensión superior (dos dimensiones), la relación de los puntos (lugares o pedazos de espacio) en esa estructura dimensional superior también se define automáticamente de alguna manera por los sistemas de coordenadas cartesianas. De repente, debido a que hay una referencia externa, la mensurabilidad se vuelve más significativa. Si se etiquetaron en orden numérico, ahora existen en una línea. Ahora también hay un número ilimitado de ubicaciones posibles a lo largo de una línea en la que puede existir un punto y la relación entre los puntos en esta realidad dimensional superior está etiquetada numéricamente en una matriz bidimensional. (arrayname [x] [y]) Esto quiere decir que lo que pensamos como líneas, ahora puede existir ya que existe alguna referencia dimensional más alta. Nuestras cajas etiquetadas para puntos de retención pueden etiquetarse a lo largo de x porque eso es lo que hacemos para las coordenadas cartesianas, pero una línea general puede cruzar los ejes x e y. El hábito de los sistemas de coordenadas cartesianas agrega algo que realmente no existe para una realidad 1D. Sin ese eje y, la “línea” (o colección de bits de espacio) podría considerarse como apilada en un lugar o atada y no habría forma de diferenciarla porque la relación no está definida. Todo sería imaginación sin esa realidad dimensional superior para contenerla y definirla.
Esto significa que pasar de una dimensión a dos define una estructura real que, llena o no, tiene “ranuras” ilimitadas para la dimensión inferior. Para reformularlo, si bien podría haber existido un número ilimitado de puntos en la estructura unidimensional antes de que se agregara la dimensión adicional para verla, no se pudo definir claramente una relación entre ellos. IE Las relaciones de una estructura dimensional que utilizamos para mantenernos al día con las cosas, no pueden tener relaciones reales a menos que exista una realidad dimensional superior (algo oculta o íntima) desde la cual verla. Deberíamos pensar en la matriz unidimensional como el “espacio” de una dimensión y, aunque podríamos pensar en ella como una línea infinita, esa estructura recta llamada línea no puede existir sin la siguiente dimensión. Es arbitrario que usualmente rellenemos la dimensión individual anterior en la matriz bidimensional en la parte inferior y la coloquemos ortogonalmente al eje y. (arrayname [x] se pone en arrayname [x] [0])
En consecuencia, una vez que se agrega una segunda dimensión, el “espacio” de dos dimensiones ahora existe tanto si lo llena como si no con objetos de dimensiones inferiores, como puntos. U objetos de la misma dimensión (bidimensionales) como líneas. (ilimitado x e ilimitado y) Esta dimensión adicional ahora nos permite la primera “forma”, una línea, pero también permite simultáneamente que existan numerosas líneas en diferentes ejes.
Una digresión crucial en el límite entre las dimensiones: arriba parece que he llamado a una línea un objeto bidimensional por error. Una línea se considera convencionalmente un objeto unidimensional. Considero que esta convención es engañosa porque los puntos se llaman cero dimensionales. Esto se parece un poco a la hora en que los espacios entre divisiones pueden causar un poco de rareza. Mientras uno tenga vidas de 10 años y 2 segundos, la vida útil puede abarcar 3 décadas diferentes.
Dentro de la terminología convencional, existe el reconocimiento de que una disposición de objetos de 0 dimensiones es 1 dimensional pero involucra dos dimensiones. (0 y 1)
Cuando llamé a una línea bidimensional, no era mi intención confundir, sino recordar la dependencia de la segunda dimensión para que una línea sea de alguna manera similar a una línea. Es crucial comprender este límite entre dimensiones y tenerlo en cuenta al intentar comprender el significado real de las dimensiones.
Recapitulación: en el caso de pasar de una dimensión a dos, simplemente agregar una dimensión adicional no solo puede definir relaciones entre objetos de dimensión 0 como puntos, sino que también permite relaciones entre objetos bidimensionales convencionales como triángulos y matrices (líneas) unidimensionales. curvo y tienen una relación adicional con ellos mismos. Ganamos no solo líneas, sino también otras formas, como triángulos, etc. Esta idea de nuevas relaciones adicionales entre diferentes partes de una línea es un concepto importante para avanzar.
Simplifiquemos por un momento y consideremos las dimensiones sin todos los requisitos y dependencias y cosas intermedias.
Si pretendemos extender de una dimensión a otra de una manera que tenga sentido, entonces podemos usar nuestro primer concepto del primer espacio dimensional como un número infinito de puntos que conducen a una línea recta de longitud infinita como espacio unidimensional para ver que un infinito La pila de estas líneas crea el espacio de la segunda dimensión.
EG: Piense en hacer una línea en la parte inferior de una página desde pequeños puntos y saber que puede hacer esto para siempre en una página que no tiene borde lateral. Ahora piensa en hacer la siguiente línea encima de esta y la siguiente encima de eso, etc. Sabes que puedes seguir haciendo esto para siempre y ahora has descrito un plano infinito o dos dimensiones. (tengan paciencia conmigo, aunque es obvio, querrán tener esta idea en su cabeza para pasar de la tercera dimensión a la cuarta)
Esta pila infinita que se llama dos dimensiones ahora también se puede apilar. Aunque el espacio bidimensional es un plano infinito, a veces es más fácil concebirlo como una hoja de papel. Con este concepto, resulta fácil pensar en una pila de papel que puede ser infinita.
Ahora tenemos puntos infinitos apilados en una línea infinita para la primera dimensión, líneas infinitas apiladas en una hoja infinita para la segunda dimensión, hojas infinitas apiladas en un cubo infinito para la tercera dimensión. (y estás viendo a dónde va esto)
Lo que debemos darnos cuenta ahora es que, al agregar una segunda dimensión, nos fue más fácil pensar en un universo entero que es bidimensional. Un plano infinito es un universo bidimensional y el cubo infinito es un universo tridimensional.
Al igual que cuando agregamos la segunda dimensión, creamos una nueva forma de relación entre los objetos unidimensionales, al agregar una tercera dimensión, hemos creado una nueva forma de relación entre los objetos bidimensionales. Anteriormente con solo una dimensión, solo teníamos una línea restringida para estar en una pila, pero luego con la segunda dimensión podría haber varias líneas con múltiples relaciones.
Cuando solo había dos dimensiones, solo había una sola hoja restringida para estar en un plano. Al agregar una tercera dimensión, podrían existir varias hojas no solo con las relaciones entre sí, sino también con las relaciones entre ellos. IE Una hoja no solo tiene una orientación rotacional, sino que ahora puede curvarse sobre sí misma.
Si ahora agregamos una cuarta dimensión, hemos creado un espacio con espacio para universos tridimensionales infinitos. En consecuencia, ahora también hemos creado nuevas relaciones entre estos universos tridimensionales de modo que puedan tener una orientación y una relación adicional entre sí. Ahora pueden curvarse sobre sí mismos.
Esta idea de crear un conjunto infinito de conjuntos (agregar otra dimensión) continuamente permite que aparezcan (o se definan) nuevos tipos de relaciones con cada dimensión adicional agregada. Una dimensión adicional permite que un conjunto se doble sobre sí mismo.
Simplificando la 4ta dimensión.
Dado que el tiempo está unido con el espacio en una relatividad especial, hay algunas convenciones extrañas que deben emplearse para representar reordenamientos de la 4ta dimensión, así que comencemos con el colapso de las dimensiones espaciales.
Podemos pensar en un plano 2D en una hoja de papel con varios puntos y formas que se desplazan hacia la parte inferior de la página y se aplastan a lo largo de la línea inferior y hemos comprimido 2D en 1D. Podemos pensar en hacer esto para una pila completa de papeles y hemos comprimido 3D en 2D.
Ahora es crucial tener en cuenta que cuando pensamos en un universo 3D estamos pensando en un solo momento en el tiempo y, por lo tanto, el universo en el que pensamos ya es 4D. Una matriz 3D solo puede contener la información durante un solo momento y requeriría una cuarta dimensión para almacenar todas las copias del universo que existen momento tras momento.
Entonces, ahora con nuestro universo 3D comprimido en una hoja, podemos apilar estas hojas juntas para representar un universo 4D. Al igual que una forma de hoja dentro de un plano 3D no está limitada a un eje, ahora podemos definir un momento como un corte a través de ese universo 4D (3D comprimido múltiple).
Hasta ahora, todo esto es bastante fácil hasta que agreguemos relatividad.
Ahora, sin embargo, al agregar la relatividad hay un requisito de una quinta dimensión.
Esto no es evidente en el video anterior, pero antes de la relatividad el universo ya era 4D. Un solo momento fue en 3D y hubo múltiples momentos. Sin embargo, al agregar la relatividad, un solo momento es fundamentalmente 4D. No se puede hablar del espacio sin mencionar el tiempo. La ubicación depende del tiempo.
Lo que esto significa para la discusión en el video anterior es que la “barra” del espacio-tiempo que muestran es solo una configuración posible de todos los momentos. Las interpretaciones modernas de la relatividad afirman que no existe un marco de referencia preferido, por lo tanto, versiones completamente diferentes de ese pan son igualmente válidas que la presentada.
Cuando consideramos al extraterrestre en la bicicleta y al hombre en el banco del parque, pensamos en ellos como definitivamente directamente a través del espacio-tiempo el uno del otro. Sin embargo, esta relación no puede establecerse ya que la idea de otro cuadro de simultáneo los colocaría en un ángulo entre sí a través del pan en una dirección, mientras que otro los colocaría en el ángulo opuesto.
Es decir, hay múltiples arreglos válidos de la barra de tal manera que si consideramos que el tiempo de avance es x, en un caso el alienígena comienza frente al hombre en el banco (más adelante x) y en otro arreglo válido, el hombre en el banco está al frente.
Entonces, si tratamos de pensar en ser simultáneos con el futuro de otra ubicación, ¿cómo determinamos desde dónde es el punto de partida para avanzar? La relación es indefinida. Si no hay una disposición verdadera y válida singular de la que estemos dividiendo, entonces se requiere otra dimensión para almacenar todas las configuraciones alternativas diversas pero válidas de nuestro pan 4D del universo.
Para atravesar un universo 4D, se debe agregar una quinta dimensión al igual que una línea, se debe agregar una segunda dimensión.
Godel y dependencias mutuas.
Este problema anterior es una expresión de la incompletitud de Godel y la indefinibilidad de Tarski en otra forma. Hay muchas estructuras, como líneas, que no consideramos como una comparación o interacción entre cosas y, por lo tanto, perdemos de vista la necesidad de otra “cosa” para comparar o interactuar.
Imagínese si no hubiera nada en el universo excepto dos personas. Cada uno puede decir del otro “estás por encima de mí” y ambos pueden considerarse correctos o incorrectos porque la respuesta no está definida sin una referencia externa.
Lo que pensamos como un río no puede existir si eliminamos el agua. Eso es solo una depresión seca. No puede existir solo como agua. Eso podría ser una nube o un océano. Es solo por la interacción del agua y la depresión que surge un río.
Hay muchos casos en los que intentamos metafóricamente mantener el concepto de un río mientras eliminamos uno de los componentes de los que está hecho. Esto lleva a varios problemas de lógica e intentos de juzgar cosas que no están definidas.