4次元は、私たちが認識している3次元の空間に、もう1つの次元が加わった概念です。3次元空間は、縦、横、高さの3つの軸で表現されますが、4次元空間では、これらに加えて、新たな軸が存在します。この新たな軸は、空間の歪みや時間軸として解釈されることがあります。4次元空間では、3次元空間では不可能な現象が起こり得ると考えられています。例えば、4次元空間内の物体は、3次元空間では考えられないような形状や性質を持つことができます。また、4次元空間では、時間軸が空間の一部として扱われるため、過去や未来への移動が可能になるかもしれません。しかし、4次元の概念は数学的には定義できるものの、現実世界での存在は未だ証明されていません。

4次元の概念は、19世紀後半に数学者によって提唱されました。1880年代、エドウィン・アボット・アボットが「フラットランド」という書物の中で、2次元の世界に住む存在が3次元の世界を認識する様子を描きました。この物語は、高次元の概念を一般に広める一助となりました。1908年、ヘルマン・ミンコフスキーが時間を4次元目の座標とみなす4次元時空の概念を導入しました。この概念は、のちにアインシュタインの特殊相対性理論の基礎となりました。1920年代には、テオドール・カルーザーとオスカー・クラインが、5次元時空の理論を提唱しました。この理論は、現在の弦理論（ひげんりろん：物理学における統一理論の有力な候補）の先駆けとなったものです。現代では、4次元以上の高次元空間は、物理学や数学の分野で活発に研究されています。

4次元空間を実際に作り出すことは、現在の技術では不可能です。しかし、4次元の概念を理解し、その性質を探求するために、いくつかの方法が考案されています。一つは、数学的なアプローチです。4次元空間は、数式を用いて定義することができます。例えば、4次元空間内の点は、4つの座標（x, y, z, w）で表現されます。この数学的な定義を用いて、4次元空間の性質を調べることができます。もう一つは、コンピューターグラフィックスを用いた可視化です。4次元空間を直接描画することは不可能ですが、4次元物体を3次元空間に投影し、その投影像を観察することで、4次元の性質を視覚的に理解することができます。例えば、4次元の超立方体（ちょうりっぽうたい：4次元空間における立方体の類推物）を3次元空間に投影すると、複雑な立体構造が現れます。これらの方法を通じて、4次元の概念を探求し、その性質を理解することができるのです。

a) 4次元空間では、立方体が内部から裏返されるように、物体が自己交差することなく裏返ることができる。まるで、手袋を裏返すように、立方体の内側が外側になり、外側が内側になるのだ。

b) 4次元空間を移動する者は、時間軸に沿って自由に移動できる。過去に戻り、未来を垣間見ることが可能となる。まるで、時間の河を自在に遡上し、下るように、時間を越えて旅をするのだ。

c) 4次元空間内の物体は、3次元空間では考えられないような形状を持つ。超球体は、4次元空間における球体の類推物であり、その断面は3次元空間の球となる。この神秘的な形状は、私たちの想像力を掻き立てずにはいられない。

4次元の概念は、数学的には明確に定義されていますが、現実世界での存在は未だ証明されていません。しかし、この未知の領域は、創作の世界では大きな可能性を秘めています。4次元空間を舞台にしたSF作品では、私たちの常識では考えられないような出来事が繰り広げられます。例えば、4次元空間では、過去や未来への移動が可能となり、時間のパラドックスが生じるかもしれません。また、4次元空間内の物体は、3次元空間では不可能な形状や性質を持ち、私たちの想像力を刺激します。4次元の概念は、現実世界では未だ実証されていませんが、創作の世界では無限の可能性を秘めているのです。SF作家は、この未知の領域を自由に探求し、私たちに新たな視点と発見をもたらしてくれます。4次元の概念は、科学的な裏付けを持つと同時に、創作の世界では大きな魅力を持つテーマなのです。



小説なら牛野小雪がおすすめ【kindle unlimitedで読めます】