¿Qué campos de matemáticas y física se pueden usar para ayudar a visualizar dimensiones superiores?

No es tanto un solo campo de investigación, pero los toros de dimensiones superiores (también conocidos como ‘hiperdonuts’) son una muy buena manera de ganar algo de intuición para la visualización de alta dimensión. Son estructuralmente simples (objetos en forma de anillo con agujeros), pero pueden volverse muy complejos a medida que los construyes más allá de 4D. Lo realmente genial de estos objetos es cómo sus ecuaciones se pueden derivar fácilmente, y se pueden graficar y explorar fácilmente en un programa de trazado implícito. Detallé cómo hacer esto en otra respuesta a otra pregunta más específica: ¿Hay algún programa de computadora que simule objetos de dimensiones superiores en un espacio tridimensional?

Usando este programa, he realizado varias ayudas visuales como herramienta de enseñanza:

Rosquillas giratorias de cuatro dimensiones

Explorando 4D Hyperdonuts

y, luego, algunos otros que son más una ‘exhibición de freakshow’:

Multirrotaciones de un hipertoro

Multirrotaciones de toros dimensionales superiores

Hyperdonut: 5D Tiger Torus (((II) I) (II))

La física no ayudará y las matemáticas apenas. Realmente es muy difícil. Nuestros cerebros no están hechos para esto. Me suscribí a una lista de Grupos de Yahoo que tuvo una discusión interesante sobre el tema a fines del año pasado. Las personas que participan en la lista son las mismas personas de las que se podría esperar tener una idea sobre la pregunta, porque la lista trata de análogos de dimensiones superiores del cubo de Rubik y otros acertijos retorcidos. Es posible que pueda hacerse una idea de las dificultades siguiendo esa discusión. El primero de los siguientes enlaces es para la discusión principal.

Yahoo! Grupos

Yahoo! Grupos

Depende de lo que quieras decir con visualización. Hay algunos trucos para construir una intuición para un espacio de cuatro dimensiones que involucra el tiempo (velocidad como rotación), pero se vuelve complicado. Hay mucho desaprendizaje que hacer primero.

Si está tratando de imaginar espacios con muchas direcciones ‘espaciales’, generalmente recurrimos a proyecciones y desarrollos.

Las mejores herramientas que conozco provienen del álgebra geométrica (WK Clifford y sus descendientes intelectuales) y la geometría diferencial.