HOME>一般常識>一次元・二次元・三次元・四次元・五次元の違い

一般常識

一次元・二次元・三次元・四次元・五次元の違い

一次元・二次元・三次元・四次元・五次元の違い

一次元・二次元・三次元・四次元・五次元の違いについて

普段何気なく使っている言葉でも、詳しい意味が説明できないものはたくさんあります。特に科学的な言葉については、曖昧な知識のまま使ってしまうことも多いでしょう。空間を表す「○○次元」という言葉についても、はっきりした内容を説明できない人は、決して少なくないと思います。
そこで今回は、「一次元」「二次元」「三次元」「四次元」「五次元」のそれぞれの意味と違いについて、詳しく解説していきます。

一次元とは

一次元とは

一次元とは、文字通り次元が1つの空間を言います。
そもそも次元とは、数学において空間の広がりを示すための指標です。座標の数によって表され、0次元からn次元空間、無次元空間までさまざまなものが考えられます。

このうち一次元は、簡単に言うと直線しか存在しない空間になります。一方向に伸びる長さだけがあり、他の広がりは存在しません。そのため、移動はこの直線上においてのみ行われます。
また、直線のほかに時間も1次元に含まれます。これは、時間が過去と未来の1方向しか存在しないためです。

ちなみに0次元は点のみの空間で、横(縦)方向の広がりがないという部分が、1次元との違いになります。

二次元とは

二次元とは

二次元とは、2つの座標を持つ空間を言います。2つの座標とは、縦方向と横方向のような、平面的な広がりを指します。多角形や円の他、球面などの曲面も二次元にあたります。

二次元の身近な例としては、紙に描かれた図像や図面、パソコンの画面内の画像といったものがあります。具体的には、絵画や地図、写真といったものです。こうした縦と横の面から構成される空間が、二次元にあたります。
一次元との違いは、直線的な移動だけでなく、面上の移動が可能という点にあります。ただ、厚みはないので上下方向への移動はできません。

現代的な意味においては、二次元は漫画やアニメなどの、娯楽作品世界を指すことも多くなっています。この場合は、実在しない架空のキャラクターといった意味で、「二次元」という言葉が使われます。

三次元とは

三次元とは

三次元は、次元の数が3の空間です。縦、横の平面に、奥行がプラスされた空間などが三次元になります。

三次元の最も身近な例は、私たちが暮らしている現実の空間です。この宇宙空間には、幅と高さ、奥行の3方向があり、それぞれ自由な方向に移動が可能なため、三次元に含めることができます。この点は、直線や平面でしか動けない一次元、二次元とは違います。

また、動画についても三次元と呼ぶことができます。動画は、静止画像(二次元)に時間の要素(一次元)を加えて変化させたものだからです。
さらに、前述の架空のキャラクターという意味での二次元との対比で、現実に存在する人物に対し、三次元という言葉を使う場合もあります。

四次元とは

四次元とは

四次元とは、次元の数が4の空間を言います。三次元にもう1つの次元を加えることで表されます。

四次元というと一般的には、縦・横・奥行の三次元に時間を加えたものであると認識されています。こうした場合は「四次元時空」と呼ばれ、アインシュタインの特殊相対性理論でも重要な概念となっています。
しかし、四次元のもう一つの要素は必ずしも時間であるとは限らず、空間次元であることも多くなっています。

四次元空間における立体は「多胞体」と呼ばれますが、三次元に生きている人間には形を想像することができません。そのため、四次元の物体を描く際は、三次元に投影する作業を行う必要があります。ただし、どの角度から投影するかによって、得られる図像には違いが生じます。

五次元とは

五次元は、今までの言い方で言うと、次元の数が5である空間です。
五次元は四次元よりさらに次元が増えた空間ですが、その説明の仕方には、人によってさまざまな違いがあります。そのうち比較的簡単なものが、「五次元=無数の時間軸が存在する世界」というものです。この場合の時間軸とは、異なる時間の流れということで、一般的には「パラレルワールド」などという言葉で知られています。
つまり、私たちが暮らす世界とは別の世界がいくつも広がる空間というのが、分かりやすい五次元の理解になります。

ただ、やはり私たち人間にとっては知覚が不能であり、観測して存在を確かめることはできません。あくまで理論上の空間となっています。