ホーム » 趣味・教養 » 子どもの質問「四次元ポケットの“4次元”ってなに?」にどう答える?

子どもの質問「四次元ポケットの“4次元”ってなに?」にどう答える?

2019年08月02日 公開

冨島佑允(とみしまゆうすけ)

猫型ロボットドラえもんのポケットの正体とは?

<<「ドラえもんのポケットの中(4次元)」、「自動運転の仕組み」、「飛んでいる鳥がぶつからない理由」――日常やアニメの中の「不思議」のウラには実は数学が潜んでいます。もし子どもから「四次元ってなに?」と聞かれたら答えられますか?

京都大学物理学専攻出身で、数学に造詣が深い冨島佑允の著書『日常にひそむ うつくしい数学』では自然や社会を影から動かしている数学の秘密を、が解き明かしています。本稿では、同書より「四次元」について解説した一節を紹介します。

(図表作成:朝日新聞メディアプロダクション、イラスト:遠山怜(アップルシード・エージェンシー)>>

※本稿は冨島佑允著『日常にひそむ うつくしい数学』(朝日新聞出版刊)より一部抜粋・編集したものです。

 

「4次元」ってなんだ︖

『ドラえもん』の「四次元ポケット」を始めとして、マンガやSFなどを通じて⾔葉⾃体は知っているけれども、それが⼀体何なのかはよく知らないという⽅がほとんどでしょう。

そもそも、「次元」という⾔葉からは、専⾨的でややこしそうな印象を受けてしまいます。けれども、この⾔葉⾃体の意味は難しくなくて、単に「動ける⽅向がいくつあるか」を表しています。

私たちが住んでいる世界は「3次元」と呼ばれますが、それは、動ける⽅向が「左右」「前後」「上下」の3通りだからです。もちろん、右斜め前に動くといったことはできますが、それは、「右」への移動と「前」への移動を組み合わせたものと考えることができます。

あるいは、階段を上っていく動作は、「前」への移動と「上」への移動が組み合わさったものです。このように、私たちが住む世界では、物の動きは「左右」「前後」「上下」の3パターンの組み合わせで表すことができます。

それでは、動ける⽅向が1つしかない場合はどうなるかと⾔うと、それは「1次元」といいます。直線が1本だけあって、その上しか動けない世界をイメージしていただけると分かりやすいと思います。

では、「2次元」はどうかというと、「左右」「前後」には動けるけど、「上下」には動けない世界です。ペラペラの紙の上に世界が存在しているようなイメージです。

 

左右・前後・上下、もう1つの⽅向は……︖

では、4次元はどんな世界かというと、動ける⽅向が4通りある世界です。つまり、「左右」「前後」「上下」以外の、もう1つの⽅向を持っています。

3次元世界に住む私たちは、4次元を想像することができません。それでは、⼈類は4次元世界については何も知ることができず、全くのお⼿上げなのでしょうか︖実は、そんなことはありません。数学者たちは、4次元世界の「かたち」についても多くのことを突き⽌めています。

次のページ
4次元の形を考えてみる >



関連記事

編集部のおすすめ

欧米で議論沸騰の「2045年問題」 コンピュータと人類の主従関係が逆転する

冨島佑允(とみしまゆうすけ)

この"絵"を「数式で表す」とどうなるか? 数学画家が描く意外なアート

瑞慶山香佳(ずけやまよしか:数学画家)

やってませんか? 子どもを算数嫌いにさせる「親の教え方」

小杉拓也(東大卒プロ算数講師、志進ゼミナール塾長)
DRAGON JAPAN 龍の日

アクセスランキング

DRAGON JAPAN 龍の日
  • Facebookでシェアする
  • Twitterでシェアする

ホーム » 趣味・教養 » 子どもの質問「四次元ポケットの“4次元”ってなに?」にどう答える?