Entendendo um tesserato: cubo no espaço 4D

Entendendo um tesserato: cubo no espaço 4D

Understanding the Concept of Higher Dimensions

Introduction to Higher Dimensions

  • The speaker introduces a thought experiment comparing playing games like Monopoly or War to understanding higher dimensions, specifically four-dimensional space.
  • A geometric figure is referenced, indicating that it has six external faces, typically numbered 1 to 6, akin to a three-dimensional cube.

Dismantling the Cube

  • The process of dismantling a three-dimensional cube is described, focusing on removing and orienting its faces according to the x, y, and z axes.
  • The analogy continues with the concept of a four-dimensional cube (or hypercube), where each side corresponds to a lower dimension: squares for 3D cubes and hexagons for 4D cubes.

Visualizing Four-Dimensional Space

  • The speaker explains how visual representation in two dimensions limits our ability to accurately depict four-dimensional objects.
  • An additional axis (zebrinha) is introduced as necessary for representing four dimensions; however, it cannot be drawn in traditional two-dimensional space.

Process of Dismantling in Four Dimensions

  • Similar dismantling processes are applied to the fourth dimension as were used for the third dimension. This involves projecting faces onto three axes while acknowledging limitations in visualization.
  • The discussion includes counting the number of external faces and sides involved in forming a four-dimensional state from its three-dimensional counterpart.

Conclusion on Dimensionality

Video description

Troquei "hexaedro" por "hexágono". Como seria jogar Banco Imobiliário ou War com um dado de quatro dimensões? Ou seja, quantas faces externas tem um tesserato ? (O nome de um cubo em 4D.) Um dado tridimensional é feito a partir de um cubo em que podem ser gravados seis diferentes símbolos nas faces, geralmente os números de 1 a 6. Imagine então um cubo e o processo de desmonte de suas faces laterais: cada uma delas é removida e reposicionada conforme os eixos x, y e z. Vamos contar as faces externas.... 1, 2 ...6. Agora imagine um cubo num espaço de quatro dimensões, ou seja um hipercubo, representado por essa figura no mínimo estranha que representa o tesserato. Eu vou explicar como ela é formada: Os lados do cubo 3D são quadrados 2D. Portanto, os lados do hipercubo 4D são hiperquadrados 3D (ou cubos) e isso justifica esta representação. (Cada lado tem 6 faces.) E da mesma maneira que o espaço 3D era representado por três eixos, o espaço 4D é representado por 4 eixos: x, y, z e z’. Como não é possível desenhar em 4 dimensões, eu vou colocar o eixo z’ aqui meio de lado mesmo. Na verdade foi o que fizemos para o eixo x já que estamos desenhando em 2D, no plano definido pelos eixos y e z. Agora vamos realizar o mesmo processo de desmonte que fizemos para o cubo 3D, relembrando... Embora o eixo z’ não possa ser visualizado, a quarta dimensão existe da mesma forma que os objetos nela inseridos como é o caso destes dois lados do Tesserato. Assim ficou fácil determinar o número de faces bidimensionais: é só contar o número de faces dos cubos que representam as laterais do Tesserato. Cada cubo aqui na figura tem 6 lados e são 8 cubos no total. O número de faces bidimensionais é igual a 6 x 8 = 48 e o número de faces externas é a metade disso, ou seja 24. Portanto, ao jogar um dado de quatro dimensões pode-se obter os números de 1 a 24.