Exploring other dimensions - Alex Rosenthal and George Zaidan

異次元の探検:アレクス・ローゼンタール&ジョージ・ザイダン

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2013-07-17 ・ TED-Ed


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異次元の探検:アレクス・ローゼンタール&ジョージ・ザイダン

5,193,610 views ・ 2013-07-17

TED-Ed


下の英語字幕をダブルクリックすると動画を再生できます。

翻訳: Reiko Ogura 校正: Tomoyuki Suzuki
00:11
We live in a three-dimensional world
0
11702
2025
私達は三次元の世界に暮らしています
00:13
where everything has length,
1
13751
967
ここでは全てに
00:14
width,
2
14742
603
長さと幅と
00:15
and height.
3
15369
1386
高さがあります
00:16
But what if our world were two-dimensional?
4
16779
2373
でも もし私達の世界が2次元ならどうでしょう
00:19
We would be squashed down
5
19176
1422
私達は 一枚の平面の中に
00:20
to occupy a single plane of existence,
6
20622
2488
ペッチャンコに収まってしまうでしょう
00:23
geometrically speaking, of course.
7
23134
1990
勿論 幾何学的に言ってですが
00:25
And what would that world look and feel like?
8
25148
2705
そこはどのように見え 感じる世界でしょう
00:27
This is the premise
9
27877
635
これはエドウィン・アボットの短編小説 『フラットランド』の前提です
00:28
of Edwin Abbott's 1884 novella, Flatland.
10
28536
3495
これはエドウィン・アボットの短編小説 『フラットランド』の前提です
00:32
Flatland is a fun, mathematical thought experiment
11
32055
2381
『フラットランド』は三次元に晒された
00:34
that follows the trials and tribulations of a square
12
34460
2578
正方形の幾多の試練と苦難が続く
数学的な思考実験です
00:37
exposed to the third dimension.
13
37062
2517
00:39
But what is a dimension, anyway?
14
39603
2356
ともあれ 次元とは何でしょう
00:41
For our purposes, a dimension is a direction,
15
41983
2858
ここでは直線で表現される
00:44
which we can picture as a line.
16
44865
2238
方向としておきます
00:47
For our direction to be a dimension,
17
47127
2172
方向を次元にするには
00:49
it has to be at right angles to all other dimensions.
18
49323
4010
他の次元全てと直交しなければなりません
00:53
So, a one-dimensional space is just a line.
19
53357
2764
それで一次元の空間はただの線なのです
00:56
A two-dimensional space is defined
20
56145
1781
二次元の空間は
00:57
by two perpendicular lines,
21
57950
2131
互いに垂直に交わる 2本の線で定義されます
01:00
which describe a flat plane
22
60105
1546
それは紙の様な
01:01
like a piece of paper.
23
61675
1612
平面で表されます
01:03
And a three-dimensional space
24
63311
1381
そして三次元の空間は
01:04
adds a third perpendicular line,
25
64716
2022
さらに垂直に交わる3番目の線を加え
01:06
which gives us height
26
66762
1258
それが高さになり
01:08
and the world we're familiar with.
27
68044
2604
私達がよく知る世界になります
01:10
So, what about four dimensions?
28
70672
1800
それでは四次元の世界はどうでしょう
01:12
And five?
29
72496
958
五次元の世界は
01:13
And eleven?
30
73478
1093
11次元の世界は
01:14
Where do we put these new perpendicular lines?
31
74595
2686
どこに新たに垂直な線を 引くことができるでしょう?
01:17
This is where Flatland can help us.
32
77305
2511
ここで『フラットランド』が助けてくれます
01:19
Let's look at our square protagonist's world.
33
79840
2873
主人公が正方形である 世界を見てみましょう
01:22
Flatland is populated by geometric shapes,
34
82737
2504
フラットランドは幾何学的な形で一杯で
01:25
ranging from isosceles trianges
35
85265
1644
二等辺三角形から
01:26
to equilateral triangles
36
86933
1243
正三角形
01:28
to squares,
37
88200
765
01:28
pentagons,
38
88989
505
正方形
五角形
01:29
hexagons,
39
89518
571
六角形
01:30
all the way up to circles.
40
90113
2131
そして円と様々です
01:32
These shapes are all scurrying around a flat world,
41
92268
2739
これらの形は平らな世界を走り回り
01:35
living their flat lives.
42
95031
1727
平らな生活をしています
01:36
They have a single eye on the front of their faces,
43
96782
2651
彼らにはたった一つの目が顔にあります
01:39
and let's see what the world looks like
44
99457
1059
では彼らの観点から
01:40
from their perspective.
45
100540
1892
世界を見てみましょう
01:42
What they see is essentially one dimension,
46
102456
2868
彼らの見る物は基本的に一次元です
01:45
a line.
47
105348
1087
一本の線です
01:46
But in Abbott's Flatland,
48
106459
1363
でもアボットのフラットランドでは
01:47
closer objects are brighter,
49
107846
1926
近くにある物ほど明るく見えるので
01:49
and that's how they see depth.
50
109796
2157
これで奥行きを感じることができます
01:51
So a triangle looks different from a square,
51
111977
2308
それで三角形は正方形とは違って見え
01:54
looks different a circle,
52
114309
1266
円からも違って見え
01:55
and so on.
53
115599
1275
と続きます
01:56
Their brains cannot comprehend the third dimension.
54
116898
2589
彼らの脳は三次元を理解出来ないのです
01:59
In fact, they vehemently deny its existence
55
119511
2852
それどころか彼らは 三次元の存在を強く否定します
02:02
because it's simply not part of their world
56
122387
2147
それはただ彼らの世界ではなく
02:04
or experience.
57
124558
1675
彼らの経験にはないからです
02:06
But all they need,
58
126257
1041
でも彼らに必要なのは
02:07
as it turns out,
59
127322
1138
つまるところ
02:08
is a little boost.
60
128484
2090
ちょっと持ち上げてもらうだけでいいのです
02:10
One day a sphere shows up in Flatland
61
130598
1894
ある日フラットランドに ある一つの球が
02:12
to visit our square hero.
62
132516
1725
ヒーローの正方形を訪れます
02:14
Here's what it looks like
63
134265
913
これが球がフラットランドを 通り抜けるのを
02:15
when the sphere passes through Flatland
64
135202
2123
これが球がフラットランドを 通り抜けるのを
02:17
from the square's perspective,
65
137349
2492
正方形の観点から見た様子です
02:19
and this blows his little square mind.
66
139865
2600
小さな正方形はひどく驚きます
02:22
Then the sphere lifts the square
67
142489
1862
そして球は正方形を三次元の空間に
02:24
into the third dimension,
68
144375
1514
持ち上げます
02:25
the height direction where no Flatlander has gone before
69
145913
3025
どんなフラットランド人も 行った事のない高かさへと
02:28
and shows him his world.
70
148962
1981
そして球の住む世界を見せます
02:30
From up here, the square can see everything:
71
150967
2561
ここから正方形は全てが見えます
02:33
the shapes of buildings,
72
153552
1056
建物の形
02:34
all the precious gems hidden in the Earth,
73
154632
2117
地球に隠されている貴重な宝石全て
02:36
and even the insides of his friends,
74
156773
2548
そして恐らく変な気持ちでしょうが
02:39
which is probably pretty awkward.
75
159345
2648
彼の友人たちの中身さえ見えるのです
02:42
Once the hapless square
76
162017
1098
その不運な正方形は
02:43
comes to terms with the third dimension,
77
163139
1729
三次元に馴染むやいなや
02:44
he begs his host to help him
78
164892
1364
球に四次元やもっと上の次元に
02:46
visit the fourth and higher dimensions,
79
166280
2217
連れてってくれと頼みます
02:48
but the sphere bristles at the mere suggestion
80
168521
2191
でも球は三次元より上の次元を
02:50
of dimensions higher than three
81
170736
1594
提案されただけで苛立ち
02:52
and exiles the square back to Flatland.
82
172354
2974
正方形をフラットランドに追放します
02:55
Now, the sphere's indignation is understandable.
83
175352
2475
球の憤慨は解ります
02:57
A fourth dimension is very difficult
84
177851
1715
四次元は私達の世界の経験と
02:59
to reconcile with our experience of the world.
85
179590
2595
調和させる事は大変難しいのです
03:02
Short of being lifted into the fourth dimension
86
182209
2239
超立方体を訪ねて四次元に
03:04
by visiting hypercube,
87
184472
1086
持ち上げてもらうのは問題外―
03:05
we can't experience it,
88
185582
1909
我々はそんなことは経験出来ません
03:07
but we can get close.
89
187515
1631
でも類似の体験はできます
03:09
You'll recall that when the sphere
90
189170
1351
球が二次元の世界を
03:10
first visited the second dimension,
91
190545
1895
初めて訪れた時を思い出してください
03:12
he looked like a series of circles
92
192464
1775
彼はフラットランドにタッチした時
03:14
that started as a point
93
194263
1176
一点から始まり
03:15
when he touched Flatland,
94
195463
1394
次第に大きくなる円に見えました
03:16
grew bigger until he was halfway through,
95
196881
2284
そして半分まで行った時を最大として
03:19
and then shrank smaller again.
96
199189
1973
それからまた 小さくなっていきました
03:21
We can think of this visit
97
201186
1306
これは3次元物体を
03:22
as a series of 2D cross-sections of a 3D object.
98
202516
4142
一連の2次元断面図で 表したもの考えることが出来ます
03:26
Well, we can do the same thing
99
206682
1429
さて 同様なことを
03:28
in the third dimension with a four-dimensional object.
100
208135
4061
四次元の物体に対し 三次元の中で行ってみましょう
03:32
Let's say that a hypersphere
101
212220
1334
例えば 超立方体は
03:33
is the 4D equivalent of a 3D sphere.
102
213578
2812
三次元の球に相当する四次元物体です
03:36
When the 4D object passes through the third dimension,
103
216414
2887
四次元物体が三次元を通り抜ける時
03:39
it'll look something like this.
104
219325
2583
この様になるでしょう
03:41
Let's look at one more way
105
221932
1076
四次元物体を表す もう一つの方法を見てみましょう
03:43
of representing a four-dimensional object.
106
223032
2676
四次元物体を表す もう一つの方法を見てみましょう
03:45
Let's say we have a point,
107
225732
860
一点があるとします
03:46
a zero-dimensional shape.
108
226616
2054
ゼロ次元の形です
03:48
Now we extend it out one inch
109
228694
1518
それを1インチ伸ばすと
03:50
and we have a one-dimensional line segment.
110
230236
2562
一次元の線の部分が出来ます
03:52
Extend the whole line segment by an inch,
111
232822
2066
その線全体を1インチ伸ばして
03:54
and we get a 2D square.
112
234912
2134
二次元の正方形が出来ます
03:57
Take the whole square and extend it out one inch,
113
237070
2334
その正方形全体を1インチ伸ばして
03:59
and we get a 3D cube.
114
239428
1913
三次元の立方体が出来ます
04:01
You can see where we're going with this.
115
241365
1626
これで次はどうなるか解りますね
04:03
Take the whole cube
116
243015
1138
立方体全体を
04:04
and extend it out one inch,
117
244177
1332
1インチ伸ばしてください
04:05
this time perpendicular to all three existing directions,
118
245533
3308
この時 3方向全てに垂直にです
04:08
and we get a 4D hypercube,
119
248865
2369
すると四次元の超立方体が出来ます
04:11
also called a tesseract.
120
251258
2544
四次元超立方体とも呼ばれます
04:13
For all we know,
121
253826
939
おそらく
04:14
there could be four-dimensional lifeforms
122
254789
1552
どこかに四次元の
04:16
somewhere out there,
123
256365
1229
生き物がいるでしょう
04:17
occasionally poking their heads
124
257618
1477
彼らは 私達の慌ただしい三次元の世界で 一体何が起きているのかと
彼らは 私達の慌ただしい三次元の世界で 一体何が起きているのかと
04:19
into our bustling 3D world
125
259119
1815
04:20
and wondering what all the fuss is about.
126
260958
2163
時々 頭を突き出している かもしれませんよ
04:23
In fact, there could be whole
127
263145
1142
実際 私達が感知出来ない
04:24
other four-dimensional worlds
128
264311
1746
様々な四次元の世界があり
04:26
beyond our detection,
129
266081
1461
それは私達の自然な感覚では
04:27
hidden from us forever
130
267566
979
理解出来ない
04:28
by the nature of our perception.
131
268569
2358
永遠に隠れた物かもしれません
04:30
Doesn't that blow your little spherical mind?
132
270951
3252
あなたのちっちゃな球状の頭が 驚いていませんか
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