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Ein 4D-Körper zieht hindurch

Wie ein vierdimensionaler Körper aus dem dreidimensionalen Raum heraus aussieht: nur als seine Scheibe, und die Scheibe ändert sich, während der Körper hindurchzieht. Ein Tesserakt, der eckenvoran kommt, zeigt ein Tetraeder, das wächst, seine Ecken verliert, zum Oktaeder wird und wieder schrumpft; zellenvoran zeigt er einen Würfel für die ganze Passage. Die Scheiben werden aus den geschnittenen Zellen gebaut, gezählt, gemessen, und ihr über die Passage integriertes Volumen ist in jeder Orientierung das 4-Volumen - Cavalieri, eine Dimension höher.

Ein 4D-Körper zieht hindurch — Bild aus der Anwendung
Bild aus der Anwendung

Was passiert

Ein flaches Wesen, das einen Würfel durch seine Ebene wandern sieht, sieht ein Quadrat erscheinen und verschwinden - oder, mit der Ecke voran, einen Punkt, der zum Dreieck wächst, dann zum Sechseck, dann schrumpft. Wir sind dieses Wesen eine Dimension höher. Ein vierdimensionaler Körper, durch unseren Raum geschoben, hinterlässt eine Folge gewöhnlicher Polyeder, und die Folge hängt von der Richtung ab: der Tesserakt mit der Zelle voran ist ein Würfel, der dasteht und geht; mit der Ecke voran ein Tetraeder, das sich zum Oktaeder abstumpft und zurück. Wähle Körper und Richtung, schiebe die Hyperebene hindurch und zähle die Flächen auf dem Panel.

Gleichungen des Moduls
Gleichungen
die Hyperebene w = c schneidet jede Kante, die sie kreuzt, bei t = w_a/(w_a − w_b)
Tesserakt: 16 Ecken (±1,±1,±1,±1), 32 Kanten, 8 Würfel;  16-Zell: 8 Ecken, 24 Kanten, 16 Tetraeder
Zelle voran: ein Würfel;  Ecke voran: Tetraeder → abgestumpft → Oktaeder → …
jeder Schnitt ist ein geschlossenes Polyeder: V − E + F = 2

Weitere Experimente

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Die Hopf-Faserung — Bild aus der Anwendung

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Die Hopf-Faserung

Über jedem Punkt einer gewöhnlichen Kugel liegt in der vierdimensionalen Sphäre ein ganzer Kreis, und diese Kreise füllen sie vollständig aus, ohne sich je zu schneiden - dennoch sind je zwei von ihnen verschlungen, genau einmal, wie weit ihre Punkte auch auseinanderliegen. Ziehe einen Punkt auf dem kleinen Globus und sieh zu, wie sein Kreis im großen Bild mitwandert; nimm einen ganzen Breitenkreis, und die Kreise weben einen Torus. Die Verschlingungszahl wird mit dem Gaußschen Integral gemessen, und der Winkel zwischen zwei Kreisen ist halb so groß wie der zwischen ihren Punkten - darum hat die Bloch-Kugel eines Qubits den Radius ein halb.

Eine Kurve, die ein Quadrat füllt — Bild aus der Anwendung

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Eine Kurve, die ein Quadrat füllt

Eine Linie hat keine Fläche - und doch kann eine Kurve durch jeden Punkt eines Quadrats laufen: Peano fand 1890 eine, Hilbert zeichnete 1891 seine. In jeder Ordnung besucht die Kurve jede Zelle genau einmal und rückt dabei um eine Zelle weiter; der Grenzwert ist stetig. Zieh die Marke: ein Zehntel der Kurve bleibt in etwa einem Drittel der Seite - darum indizieren Datenbanken und Bildformate den Raum entlang einer solchen Kurve. Die Umkehrung gilt nicht, und die Leiste misst auch das: zwei benachbarte Zellen können fünf Sechstel der Kurve auseinanderliegen.

Die Geburt der Riesenkomponente — Bild aus der Anwendung

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Die Geburt der Riesenkomponente

Fügen Sie eine Kante hinzu, suchen Sie einen Weg zwischen zwei Knoten und führen Sie c durch eins. Netz und Messwerte beruhen auf derselben Kantenfolge.