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次元の質問です。

ロープを張ります。人間から見れば1次元に見えます。

もし蟻の頭にとても小さなカメラを付けて、蟻の目線から見れば

3次元に見えるのではないでしょうか?

もし、そうだとすれば、同じロープを張っている筈なのに、

人間の目線で見れば、1次元。

蟻の目線で見れば、3次元。


これは、物理学的には、どのように説明出来るのでしょうか? とても不思議です?

質問者からの補足コメント

  • HAPPY

    【 No.6 回答者さんの「お礼」に関する訂正です 】

    >今は、「万有引力の法則」⇒「一般相対性理論(アインシュタイン方程式)」⇒「ミクロ量子力学」(誤)>⇒「ヒッグス粒子の発見」と、ここ【 数薬年 】、特に、過去100間の「物理学」の発展(誤)は「【 指数巻子的 】
    >スピード」で発展しています。私達「外科医」も結構、大変なんです・・・(;一_一) 徹夜続きで>す・・・(-_-メ)


    (正)>⇒「ヒッグス粒子の発見」と、ここ【 数百年 】、特に、過去100間の「物理学」の発展(正)は「【 指数関数的 】

        【 ★ 】【】内の文章が誤字です。訂正してお詫び致します・・・<m(__)m>

      補足日時:2019/09/11 11:12
  • HAPPY

    僕の質問内容に不足部分があったように感じます。この質問をした趣旨は、
    大学j時代の「物理学」の講義で、アインシュタインの「一般相対性理論」の
    次元の不思議を説明した際に、出て来た事例だったんです。

    蟻は、あくまで「擬人化」されたもので、人間が「蟻」位に小さくなり、
    ロープの上を歩いたと仮定した場合、3次元空間に見えるのではないか?
    という、命題だったのです。

    質問の内容が不十分で、すみませんでした。

      補足日時:2019/09/11 12:03

A 回答 (8件)

前世紀の終わりころに、超弦理論というのが出てきたのですが、アイデアは単純だったのですが、数学的にはややこしく、理論を作ってみたら26次元の世界になってしまって、私たちの4次元の世界と相いれないものでした。

その後、頑張って11次元や10次元にまで減らせたものの、やはり多いのには変わりません。
ぶっちゃけ自由度が高ければ何でもできるので、この世の全部の粒子の存在を記述できるのですが、それ以外の(存在しない)粒子も何倍もの数が存在することになってしまって、なんとか存在しない粒子を無いことにできるような制限を探さないとね、といったことを延々とやっていました(今もやってるか)。
そんな中に次元も、10次元の内の6次元は”小さすぎて”見えなくなって4次元のように感じているんじゃない?なんてアイデアが出てきて、それを説明する例え話として、質問のような話がよく使われていました。

10次元どころが5次元でさえ、それを示すような実験・観測結果は何1つとしてありません。昔にアインシュタインが、5次元なら相対論と量子力学を統一できるのになどと言ったのですが、まだそちらのほうがマシなお話ですw
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この回答へのお礼

詳細で丁寧なご説明、ありがとうございます。

「超弦理論」は存じております。詳細は分かりませんが、たしか、「円形、楕円形」の形をした物が出てくるんですよね。

>なんとか存在しない粒子を無いことにできるような制限を探さないとね、といったことを延々とやっていました(今もやってるか)。
>そんな中に次元も、10次元の内の6次元は”小さすぎて”見えなくなって4次元のように感じているんじゃない?なんてアイデアが出てきて、それを説明する例え話
>として、質問のような話がよく使われていました。

確かに、アインシュタインは、現在の時空の四次元は、人間が「認識しているだけで」、5次元以上の次元があるかもしれない?とも言っていたような記憶があります。

例えば、話しが少し飛びますが、アインシュタインは「夜空の月」を見て、この月は「ほんとうに存在しているのだろうか」?
と、常人には、理解出来ない発言をしたと言われて居ます。つまり、アインシュタインが、月に背を向けた途端「月は確かに、見えなくなります」。

アインシュタインは「物理学は、観測しないと意味が無い」とまで言い切りました。

日本の「だるまさんがころんだ」。これは、「量子力学のたとえ話」としたと言われています。
鬼は、「だるまさんがころんだ」。と言っている間は「観測」していません。
もし、子供を「量子」に例えると、「子供達=量子」は、バラバラに動きます。
でも、「子供=量子」が変化(大人になったり、猿になったり)する事、消えたりする事、増えたりする事はあり得ません。

そして、2回目。鬼が「後ろを向いた途端」、1回目とは「全く別の位置に、子供=量子」が存在しています。
もし、この場合、少し離れた所から「別の観測者」が「鬼と子供達」の動きを観測していれば「逐一、把握出来ている筈です」。

「シュレディンがーの猫」もそうですよね。箱の中の猫は、「蓋」を開けるまで、「猫が生きているのか?死んでいるのか?」分からない。
「生きているとも言えるし、死んでいるとも言える」。
でも、「蓋」を開けて、初めて、「猫が生きているのか?死んでいるのか?」、「観測」により「生死」が確定します。


つまり、「観測」しているからこそ、「物理学は理解」出来る??? 
合ってますか???

お礼日時:2019/09/11 11:42

レトリックには、実質を伴わない表現上だけの言葉 という意味もあるんですよ。



そもそも物理学的に考えるのであれば、質問文にある「目線」というものを「点」で考えないと無意味であり、目線を持つものの大きさを含めるべきではないのです。
物理学で考えるのであれば「点」はどこまでも「点」であり、長さや幅や厚みを持つものであってはいけないのだから、それを考慮に入れた時点でそれは「物理学の範疇ではなくなる」。
理解できなければそれでも構いませんが。
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この回答へのお礼

あなたの記載は、「回答」なっていません。単なる「揚げ足取り」です。

私は、
>次元の質問。ロープを張ります。人間から見れば1次元。蟻から見れば3次元に見えるのではないでしょうか?

と言う質問の回答を求めたであり、「レトリック」の回答は求めていません。

回答者さんに、お言葉を、そのままお返しします。


私の「質問」に回答もせずに、「言葉の揚げ足」をとるなら、「回答では、全くない記載は、止めてください」。

「私が理解」出来る「回答」をしてください。

お礼日時:2019/09/11 12:19

昔習った構造力学の先生がおっしゃってたことを書いてみます。

理論物理学の世界とは異なるかもしれません。
 ケーブルや柱のような細長い対象は、内部に生じる応力場やひずみ場が一様だと仮定して解いても、実験などの結果とほぼ一致するので、長さ方向にs軸という曲線座標をとると、支配方程式(つり合い式とか構成関係とか)がsの関数だけの問題で定式化できます。したがって支配方程式はsという一つの独立変数による常微分方程式になりますので、1次元の力学と呼ぶと、その先生はおっしゃってました。梁という曲げを受けるものも、s軸に直交するほかの軸方向の変形状態を、細長いという条件で近似設定してしまいますので、やはりsのみを独立変数とする支配方程式になりますから1次元の力学になるというのです。
 一方、下敷きのような薄い板の場合は、厚さ方向の力学量の変化がそんなに複雑ではないから、これも柱や梁のようにその方向の変形は近似設定できて、結果は実験値とほとんど違わないということで、板の面内の例えばx,yという曲線座標の独立変数で支配方程式は偏微分方程式で与えられることになります。このような板とかシェルの力学を2次元の力学と呼ぶのだそうです。構造力学は、このように、対象とする対象の寸法の広がりかたを反映させた近似の1次元や2次元の力学記述した近似力学と自分たちは理解していました。アインシュタインの理論などは勉強したことないので、物理学の認知とは異なるかもしれません。
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この回答へのお礼

詳細なご回答ありがとうございます。敬意を表します。

大変勉強にになりました。私は今、東京の某国立大学で脳神経外科医をしているのですが、正直「ダヴィンチ」に代表されるように、あまりにも「AI」の技術が発達しすぎて、本来、関係ない「物理学」の講義が、教授会でありました。

今は、「万有引力の法則」⇒「一般相対性理論(アインシュタイン方程式)」⇒「ミクロ量子力学」⇒「ヒッグス粒子の発見」と、ここ数薬年、特に、過去100間の「物理

学」の発展は「指数巻子的スピード」で発展しています。私達「外科医」も結構、大変なんです・・・(;一_一) 徹夜続きです・・・(-_-メ)

お礼日時:2019/09/11 11:04

それは単なるレトリックです。

物理学の範疇ではありません。
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この回答へのお礼

回答、有り難うございます。

(レトリックの意義です【 rhetoric 】)。 
本来の意味でのレトリックとは,古代ギリシアに始まり,19世紀後半まで2000年以上,絶えることなくヨーロッパに継承されてきた〈効果的な言語表現の技術〉であった。
もともとは文法学,論理学(弁証術)などと並ぶ重要な基礎教養のひとつの科目であったが,その伝統的な技術学としての形態が消滅した現代では,この用語は,言語表現の
(しばしば悪い意味での)技巧や効果をあいまいにする非専門的なことばとしても用いられることが多い(たとえば,〈それは単なるレトリックにすぎない……〉などということばづかいとして)。

物理学(宇宙物理学など)や、数学(数論、幾何学、解析学、関数など)は、現代のように「理論が確率されるまで(物理学に関しては、これからも理論の上書きは、大いに有り得る)」。

しかし、中世の時代は、今のように「望遠鏡」さえなかった時代にさえ、「観測と、思考」で、「理論を構築していました」。
ですので、

>それは単なるレトリックです。物理学の範疇ではありません。
質問者さんの回答には、同意しかねます。

お礼日時:2019/09/11 11:57

逆じゃないかな。

人間には3次元に見えるのに、アリには1次元としか認識できない、ということでは?

3次元の空間に張られたロープの上で暮らしている虫は、この世は「ロープの長さ方向」の次元しかない1次元の世界に住んでいる。この虫は「平面」や「立体」を認識することができない。
この虫にとって、直径数 cm の雨粒がロープ上を通過するのは、
・何もない「ロープ」の上に、突然1点「濡れた」場所が現われ
・濡れたエリア(長さ)が徐々に長くなっていく
・最大長さ(実は雨粒の直径、もしくは球形の最も幅広い部分)になる
・そこから濡れたエリア(長さ)が徐々に短くなっていく
・やがて「濡れた」場所は1点になり消滅する
ように見えるはずです。
ロープの長さ方向しか認識できないので、3次元の「球」が通過したことなど想像できません。

同様に、池の表面で生活する「ミズスマシ」にとって、この世は「池の表面の平面」の次元しかない2次元の世界に住んでいる。このミズスマシは「立体」を認識することができない。
空中から「ボール」が飛んできて、水面を横切って水中に消えていく現象は、このミズスマシにはどのように認識されるだろうか?

同様に、宇宙空間で生活する「人間」にとって、この世は「立体」の次元しかない3次元の世界に住んでいる。この人間は「4次元、5次元、それ以上のN次元時空」を認識することができない。
N次元の時空から「宇宙船」が飛んできて、地球近傍の空間を横切ってN次元時空に消えていく現象は、この人間にはどのように認識されるだろうか? 
また「3次元宇宙の誕生」や「消滅」が、N次元時空ではどういう現象なのかを想像することはできないに違いない。
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この回答へのお礼

回答、ありがとうございます。

僕の質問内容に不足部分があったように感じます。この質問をした趣旨は、大学j時代の「物理学」の講義で、アインシュタインの「一般相対性理論」の次元の不思議を説明し

た際に、出て来た事例だったんです。蟻は、あくまで「擬人化」されたもので、人間が「蟻」位に小さくなり、ロープの上を歩いたと仮定した場合、3次元空間に見えるので

はないか?という、命題だったのです。

質問の内容が不十分で、すみませんでした。

お礼日時:2019/09/11 01:09

波動って習った?粒子学そこまで詳しくないないから、あくまでも個人の意見として捉えてくれれば助かる。

波動が下がる事により次元は低く低く下がってしまう。人の場合は上がる事は出来るが、3次元に止まってしまう。
ならありは?次元上がる為には成長してってしてるのだと思う
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この回答へのお礼

回答、ありがとうございます。

習いました。そうでしたね。大学卒業して、もう7年なので、すっかり忘れてました。

お礼日時:2019/09/11 00:30

1次元 点


2次元 面
3次元 立体
ありが理解していればどの次元にも行けると思うけどね
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この回答へのお礼

回答、ありがとうございます。

たしか、大学の講義で、このような説明を受けた記憶があります。

私的には、蟻(仮に、理解していると仮定します)は、この場合、3次元と認識すると思うのです。

そうなると、同じロープを張り「条件」は同じであり、人間と蟻は、同じ「時間と空間(時空)」にいるのに、次元が変化するのは、何故なのでしょうか?

お礼日時:2019/09/10 23:46

人間の目で見てもロープの太さがあるから3次元。

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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

ただ、大学の「物理学の講義」で、アルバート・アインシュタインの「一般相対性理論」の説明の際に、

この事例が出てきて、もう、忘れてしまったんですが、上記のような「説明」を受けたような記憶があります。うっすらとですが・・・。

何だか、急に思い出して、質問させて頂きました。

お礼日時:2019/09/10 23:38

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