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4次元サイコロの秘密

 下のアプレットは, 4次元空間に浮かぶ4次元立方体グラフを 平面に射影したものを表示します.

 簡単に言うと, 4次元立方体とは,正方形や立方体の延長上に位置する 4次元の図形です. それは“四角”という言葉で象徴される箱のような超立体です. まあ,4次元のサイコロといったところでしょう.

 そのサイコロが回転する様子が, このアプレットで観察できるわけです. 6つあるスクロール・バーのつまみを動かして,実験してみたください. 不思議な動きをしますよ.



 4次元空間には,4本の直交する座標軸があります. それを順に, x 軸, y 軸, z 軸, t 軸と呼ぶことにしましょう.

 平面上の回転は,原点を固定して,x 軸が y 軸の方へ移動します. 4次元空間の中の回転も基本的にはそれと同じです. 2本座標軸を選ぶと,平面が1つ決定されます. 4次元空間では,残りの2本の座標軸を固定したまま, その平面上の回転を空間全体に拡張できるのです.

 ちょっと意味不明かもしれませんが, 4本の座標軸から2本を選び出す方法は6通ります. アプレットにある6個のスクロール・バーは, その6種類の回転に対応しています.

 その対応関係は以下のとおりです.

x 軸から y 軸へ x 軸から z 軸へ y 軸から z 軸へ
x 軸から t 軸へ y 軸から t 軸へ z 軸から t 軸へ

 いろいろな方向に回転をして, 4次元空間の中で何が起こっているのか想像してみましょう.


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