O jednu víc než v Sarajevu
Náhodou jsem zabrousil ke
konkurenci a narazil jsem na stránku, jejíž tvůrce měl potíže s
čtyřrozměrnou koulí.
Zjistil jsem, že jsem na tom podobně a tak
jsem se problémem trochu zabýval.
Všichni se shodneme na tom, že
trojrozměrná krychle má šest stran a čtverec strany čtyři.
Těleso
musí být v každém směru omezeno přední a zadní stranou. To znamená,
že čtyřrozměrná krychle má osm stran.
Strana tělesa musí těleso
omezit, musí ucpat celou plochu v daném směru. Ta plocha má o jeden
rozměr méně, než vlastní těleso, což znamená, že u čtyřrozměrné
krychle je takovou stranou trojrozměrná krychle. Toto tvrzení se dá
při troše trpělivosti ověřit na náčrtu.
Osm stran má i
čtyřrozměrná koule. S analogie s koulí či kruhem vepsaných do krychlí
nebo čtverců dospějeme k poznání, že čtyřrozměrná koule se nám objeví
jako osm trojrozměrných koulí.
Obvod kružnice je pd. Ve srovnání s obvodem čtverce o
stejné hraně d, došlo ke zkrácení obvodu zaoblením rohů z 4 na
p. Podobný poměr platí i
pro plochy. Plochu kruhu dostaneme snadno integrací podle obvodu.
Jpd jsou přibližně
trojúhelníky.
Povrch koule je pd2. Ve srovnání s povrchem krychle o stejné hraně d, došlo ke
zkrácení zaoblením rohů z 6 opět jen na p. Objem koule je 1/6 pd2,
což znamená opět stejný poměr.
Nejjdnodušší pokračování pro
čtvrtý rozměr je: povrch pd3 a
objem 1/8 pd4.
Teď se ještě
vrátíme k otázce, jakou stranu a povrch má přímka. Úsečka má stranu
2d0, což znamená že má dva konce a délku má d.Teď můžeme sestavit
tabulku
Nebylo by těžké doplnit na prázdná místa tabulky
hodnoty p a p/2 d.
Obtížné je nalézt pro ně
smysluplnou interpretaci. Nevyznám se ve sférické geometrii, abych si
na něco podobného troufl.
Zajímavá je interpolace vzorců pro
Hilbertův prostor. Nekonečně rozměrná koule o konečném průměru má
konečně velký povrch a nekonečně malý objem.