The Fourth Dimension

จาก Thailand Science and Technology Wikipedia

The Fourth Dimension

โดยทั่วไป มิติที่ 4 หมายถึง เวลา แต่สำหรับวงการวิทยาศาสตร์ เวลาเป็นเพียงหนึ่งในความหมายของมิติที่ 4 เพราะมิติที่ 4 มีความหมายถึงมิติอย่างอื่นมิใช่ เวลา ได้เช่นกัน

คำว่า dimension ที่ภาษาไทยใช้ มิติ มีความหมายจากรากศัพท์เป็นภาษละตินคือ dimensio ซึ่งมากจาคำว่า di แปลว่า ห่างกัน กับคำ mentiori แปลว่า การวัด รวมแล้ว dimensio แปลว่า การวัดระยะห่าง ซึ่งหมายถึง การบอกตำแหน่ง

สำหรับการบอกตำแหน่งของอะไรก็ตามที่ไม่มีการเคลื่อนที่ หรืออยู่กับที่ตลอดเวลา ผู้บอกสามารถบอกตำแหน่งให้ผู้อื่นเกิดความเข้าใจตรงกัน โดยใช้ตัวเลขบอกตำแหน่งสามตัว เรียกว่า 3 มิติ ได้มิติเรียกเป็น กว้าง ยาว และ สูงหรือทีนิยมเขียนเป็นสัญลัษณ์บอกตำแหน่ง 3 มิติเป็น (x,y,z)

ตัวอย่างเช่น การบอกตำแหน่งของหลอดไฟฟ้าห้อยลงมาจากเพดานห้องสี่เหลี่ยม ผู้บอกใช้ตัวเลขสามตัวเป็น (x,y,z) ก็เพียงพอที่จะทำให้คนอ่านเกิดความเข้าใจตรงกัน

แต่ถ้าวัตถุที่เป็นเป้าหมายมีการเคลื่อนที่ เช่น แมลงวันบินอยู่ในห้อง การบอกตำแหน่งของแมลงวันที่ขณะเวลาหนึ่ง จะบอกเพียงตำแหน่งเป็น (x,y,z) ไม่ได้ เพราะแมลงวันเปลี่ยนตำแหน่งตลอดเวลา การบอกที่สมบูรณ์จึงต้องเพิ่มมิติที่ 4 คือเวลาเข้าไปด้วย เป็น(x,y,z,t) โดยที่ t เป็น time (เวลา)

สำหรับประสบการณ์โดยทั่วไปของมนุษย์ การบอกตำแหน่งของอะไรก็ตาม จะสมบูรณ์อย่างรับรู้ได้ตรงกันด้วย จักรวาลสี่มิติ มักเรียกเป็น space time dimension หรือ space-time universe แต่สำหรับวงการวิทยาศาสตร์ไม่มีขีดจำกัดของ มิติ ที่จะมีได้ กล่าวคือในวงการวิทยาศาสตร์อาจกล่าวถึง จักรวาล 5 มิติ, 6มิติ, 7มิติ เรื่อยไป และมักเรียกเป็นจักรวาลn-มิติ

จักรวาลมากกว่า 3 มิติ โดยที่มิติที่ 4 มิใช่เวลา เป็นจักรวาลที่ไม่สามารถแสดงให้เห็นง่ายๆ สำหรับประสบการณ์ทั่วไปได้ เพราะมนุษย์ไม่มีประสบการณ์ชีวิตจริงที่จะรับรู้ได้ แต่จักรวาลn-มิติ ก็เป็นจักรวาลของจริงสำหรับโลกวิทยาศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์พบว่า การใช้โลก n-มิติบางอย่างก็อธิบายปรากฎการณ์หรือสภาพของบางสิ่ง เช่นสภาพของจักรวาลได้ดีกว่าจักรวาล 3 มิติ หรือ 4 มิติโดยทั่วไป

ตัวอย่างเช่น มีการกล่าวถึงจักรวาล 9 มิติว่า อธิบายปรากฎการณ์บางอย่างในจักรวาลได้ดีกว่าจักรวาล 3 มิติ หรือ 4 มิติที่มีเวลาเป็นมิติที่ 4

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ มิติที่ 4 ที่หมายถึงเวลา (t)เกี่ยวพันอย่างแยกพิจารณาจากอีก 3 มิติแรกที่หมายถึงตำแหน่ง (x,y,z)ไม่ได้ ซึ่งแตกต่างไปจากความเข้าใจของฟิสิกส์ยุคเก่าดังเช่นของนิวตัน ซึ่งเรื่องของมิติเวลา (t) กับมิติของตำแหน่ง (x,y,z) สามารถแยกพิจารณาได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อกันและกัน