อ่าน 8 นาที
เทสเซอแร็กต์
ในทาง เรขาคณิต เท สเซอแร็กต์ หรือ ลูกบาศก์ 4 มิติ คือ ไฮเปอร์คิวบ์ สี่มิติ ซึ่งคล้ายคลึงกับ สี่เหลี่ยมจัตุรัส สอง มิติ และ ลูกบาศก์ สามมิติ[ 1 ] เช่น...
เทสเซอแร็กต์
| เทสเซอแร็กต์8 เซลล์(4 ลูกบาศก์) | |
|---|---|
| พิมพ์ | โพลีโทป 4 มิติปกติแบบนูน |
| สัญลักษณ์ Schläfli | {4,3,3} t 0,3 {4,3,2} หรือ {4,3}×{ } t 0,2 {4,2,4} หรือ {4}×{4} t 0,2,3 {4,2,2} หรือ {4}×{ }×{ } t 0,1,2,3 {2,2,2} หรือ { }×{ }×{ }×{ } |
| แผนภาพค็อกซ์เตอร์ | |
| เซลล์ | 8 {4,3} |
| ใบหน้า | 24 {4} |
| ขอบ | 32 |
| จุดยอด | 16 |
| รูปจุดยอด | |
| รูปหลายเหลี่ยมเพทรี | แปดเหลี่ยม |
| กลุ่มค็อกซ์เตอร์ | B 4 , [3,3,4] |
| สองชั้น | 16 เซลล์ |
| คุณสมบัติ | นูน , isogonal , isotoxal , isohedral , Hanner polytope |
| ดัชนีสม่ำเสมอ | 10 |
ในทางเรขาคณิตเทสเซอแร็กต์หรือลูกบาศก์ 4 มิติคือไฮเปอร์คิวบ์สี่มิติ ซึ่งคล้ายคลึงกับ สี่เหลี่ยมจัตุรัสสองมิติ และ ลูกบาศก์สามมิติ[ 1 ] เช่นเดียวกับที่เส้นรอบรูปของสี่เหลี่ยมจัตุรัสประกอบด้วยขอบสี่ด้านและพื้นผิวของลูกบาศก์ประกอบด้วยหน้า สี่เหลี่ยมจัตุรัสหกหน้า ไฮเปอร์เซอร์เฟซของเทสเซอแร็กต์ประกอบด้วยเซลล์ ลูกบาศก์แปดเซลล์ ที่มาบรรจบกันเป็นมุมฉากเทสเซอแร็กต์เป็นหนึ่งในโพลีโทป 4 มิติปกติแบบนูนหก แบบ
เทสเซอแร็กต์เรียกอีกอย่างว่าเซลล์8 เซลล์C 8ออกตาโครอน (ปกติ) หรือปริซึมลูกบาศก์ เป็น โพลีโทปวัดสี่มิติซึ่งถือเป็นหน่วยสำหรับปริมาตรไฮเปอร์[ 2 ]ฮาโรลด์ สก็อตต์ แมคโดนัลด์ ค็อกซ์เตอร์เรียกมันว่าโพลีโทปγ 4 [ 3 ]คำว่าไฮเปอร์คิวบ์ที่ไม่มีการอ้างอิงมิติ มักถูกใช้เป็นคำพ้องความหมายสำหรับโพลีโทปเฉพาะ นี้
การก่อสร้าง
การสร้างเทสเซอแร็กต์สามารถมองเห็นภาพได้โดยใช้การเปรียบเทียบกับมิติในขั้นตอนต่อไปนี้:
- เราสามารถลากเส้นตรงสองเส้นที่มีความยาวเท่ากันมาต่อกันได้
- ถ้าลากเส้นตรงอีกเส้นหนึ่งที่มีความยาวเท่ากันในทิศทางตั้งฉากกับเส้นตรงนั้น เส้นตรงนั้นจะกวาดออกไปและก่อตัวเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส (ลูกบาศก์ 2 มิติ) ผลลัพธ์จะมีจุดสี่จุดและเส้นตรงสี่เส้น ซึ่งเรียกว่าจุดยอดและขอบตามลำดับ
- การเคลื่อนสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความยาวเท่ากันไปในทิศทางตั้งฉากกับระนาบที่มันวางอยู่ จะสร้างลูกบาศก์ (ลูกบาศก์ 3 มิติ) ขึ้นมา ผลลัพธ์ที่ได้จะมีจุดยอดแปดจุด ขอบสิบสองเส้น และสี่เหลี่ยมจัตุรัสหกช่อง สี่เหลี่ยมจัตุรัสเหล่านี้เรียกว่าหน้าของลูกบาศก์
- การเคลื่อนย้ายลูกบาศก์ที่มีความยาวเท่าเดิมกลับเข้าไปในพื้นที่สี่มิติ จะสร้างเทสเซอแร็กต์ (ลูกบาศก์ 4 มิติ) ขึ้นมา
เทสเซอแร็กต์ถูกล้อมรอบด้วยลูกบาศก์แปดลูก ( เซลล์ ของมัน ) ลูกบาศก์แต่ละลูกใช้หน้าร่วมกันกับลูกบาศก์อีกลูกหนึ่ง ลูกบาศก์สามลูกและสี่เหลี่ยมจัตุรัสสามรูปมาบรรจบกันที่ขอบแต่ละด้าน ลูกบาศก์สี่ลูก สี่เหลี่ยมจัตุรัสหกรูป และขอบสี่เส้นมาบรรจบกันที่จุดยอดแต่ละจุด โดยรวมแล้ว เทสเซอแร็กต์ประกอบด้วยลูกบาศก์แปดลูก สี่เหลี่ยมจัตุรัสยี่สิบสี่รูป ขอบสามสิบสองเส้น และจุดยอดสิบหกจุด เทสเซอแร็กต์ เช่นเดียวกับทั้งสี่เหลี่ยมจัตุรัสและลูกบาศก์ เป็นสมาชิกของตระกูลไฮเปอร์คิวบ์[ 4 ]
การคลี่รูปหลายเหลี่ยมเรียกว่าเน็ตมีเน็ตที่แตกต่างกัน 261 แบบของเทสเซอแร็กต์[ 5 ]ซึ่งแต่ละแบบสามารถปูพื้นที่ 3 มิติได้[ 6 ] การคลี่เทสเซอแร็กต์สามารถนับได้โดยการแมปเน็ตไปยังต้นไม้คู่ ( ต้นไม้ หนึ่งต้น รวมกับการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบในส่วนเติมเต็ม ) หนึ่งในการคลี่เหล่านี้คือกากบาทดาลีซึ่งตั้งชื่อตาม ซัลวาด อร์ ดาลี ศิลปินเซอร์เรียลลิสต์ชาวสเปน ผู้ซึ่งภาพวาด Corpus Hypercubusในปี 1954 ของเขาได้แสดงให้เห็นถึงสิ่งนี้ มันประกอบด้วยลูกบาศก์แปดลูก ลูกบาศก์สี่ลูกเรียงซ้อนกันในแนวตั้ง และอีกสี่ลูกติดอยู่กับลูกที่สองจากด้านบนของสี่ลูกแรก[ 7 ] [ 8 ]
ในวัฒนธรรมสมัยนิยม

นอกจากผลงาน Corpus Hypercubus ของซัลวาดอร์ ดาลีในปี 1954 แล้ว เทสเซอแร็กต์ยังเป็นธีมยอดนิยมในงานศิลปะอื่นๆ ตัวอย่างที่โดดเด่น ได้แก่:
- " And He Built a Crooked House " เรื่องสั้นแนววิทยาศาสตร์ของ Robert Heinleinในปี 1940 นำเสนออาคารที่มีรูปร่างเป็นเทสเซอแร็กต์ที่คลี่ออกและพับตัวเป็นรูปทรงสี่มิติเมื่อเกิดแผ่นดินไหว เรื่องนี้และ "The No-Sided Professor" ของ Martin Gardnerที่ตีพิมพ์ในปี 1946 เป็นหนึ่งในนิยายวิทยาศาสตร์เรื่องแรกๆ ที่แนะนำผู้อ่านให้รู้จักกับแถบโมเบียสขวดไคลน์และเทสเซอแร็กต์[ 9 ]
- Grande Archeเป็นอนุสาวรีย์และอาคารที่อยู่ใกล้กรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส สร้างเสร็จในปี 1989 ตามคำกล่าวของวิศวกรของอนุสาวรีย์Erik Reitzelนั้น Grande Arche ได้รับการออกแบบให้มีลักษณะคล้ายกับการฉายภาพของเทสเซอแร็กต์[ 10 ]
- Fezเป็นวิดีโอเกมที่ผู้เล่นจะรับบทเป็นตัวละครที่สามารถมองเห็นได้ไกลกว่าสองมิติที่ตัวละครอื่นมองเห็น และต้องใช้ความสามารถนี้ในการแก้ปริศนาแพลตฟอร์ม มี "Dot" ซึ่งเป็นเทสเซอแร็กต์ที่ช่วยผู้เล่นนำทางในโลกและบอกวิธีใช้ความสามารถต่างๆ ซึ่งสอดคล้องกับธีมของการมองเห็นสิ่งที่อยู่เหนือการรับรู้ของมนุษย์ในมิติที่รู้จัก [ 11 ]
พจนานุกรมภาษาอังกฤษของอ็อกซ์ฟอร์ดสืบย้อนที่มาของคำว่าtesseractไปยัง หนังสือ A New Era of ThoughtของCharles Howard Hinton ในปี 1888 Hinton เดิมทีสะกดคำนี้ว่าtessaract [ 12 ] ก่อนจะเปลี่ยนเป็นtesseractในหนังสือThe Fourth Dimension ของเขาในปี 1904 คำนี้มาจากภาษากรีกโบราณtéssara ( τέσσαρα "สี่") และaktís ( ἀκτίς 'รังสี') ซึ่งหมายถึงขอบทั้งสี่จากจุดยอดแต่ละจุดไปยังจุดยอดอื่นๆ[ 1 ]คำว่า "tesseract" ได้ถูกนำไปใช้ในวัฒนธรรมสมัยนิยมในหลายแง่มุม รวมถึงใช้เป็นอุปกรณ์ในพล็อตเรื่องในนิยายวิทยาศาสตร์ ซึ่งมักจะไม่มีความเกี่ยวข้องกับไฮเปอร์คิวบ์สี่มิติเลย[ 13 ]
คุณสมบัติ
เซลล์ทั้งแปดของเทสเซอแร็กต์อาจถูกพิจารณาได้สามวิธีที่แตกต่างกัน เช่น วงแหวนสองวงที่เกี่ยวกันของลูกบาศก์สี่ลูก[ 14 ]ในฐานะโพลีโทปปกติที่มีลูกบาศก์สามลูกพับเข้าด้วยกันรอบขอบทุกด้าน จะมีสัญลักษณ์ Schläfli {4,3,3} ที่มีสมมาตรไฮเปอร์ออกตาเฮดรัลลำดับที่ 384 เมื่อสร้างเป็นไฮเปอร์ปริซึม 4 มิติ ที่ทำจากลูกบาศก์ขนานสองลูก จะสามารถตั้งชื่อเป็นสัญลักษณ์ Schläfli แบบผสม {4,3} × { } โดยมีสมมาตรลำดับที่ 96 ในฐานะดูโอปริซึม 4-4 ซึ่งเป็นผลคูณคาร์ทีเซียน ของ สี่เหลี่ยมจัตุรัสสอง รูป จะสามารถตั้งชื่อเป็นสัญลักษณ์ Schläfli แบบผสม {4}×{4} โดยมีสมมาตรลำดับที่ 64 ในฐานะออร์โธโทปจะสามารถแสดงด้วยสัญลักษณ์ Schläfli แบบผสม { } × { } × { } × { } หรือ { } 4โดยมีสมมาตรลำดับที่ 16
เนื่องจากจุดยอดแต่ละจุดของเทสเซอแร็กต์อยู่ติดกับขอบทั้งสี่ด้านรูปทรงจุดยอดของเทสเซอแร็กต์จึงเป็นทรงสี่เหลี่ยมด้าน เท่าปกติ โพ ลี โทปคู่ของเทสเซอแร็กต์ คือ เซลล์ 16 จุดที่มีสัญลักษณ์ Schläfli คือ {3,3,4} เทสเซอแร็กต์ที่มี 16 จุดยอดเป็นขอบนูนของรูปทรงประกอบของเซลล์ 16 จุดสองรูป โดยแต่ละรูปมี 8 จุดยอด ในลักษณะที่คล้ายคลึงกันในเชิงมิติกับลูกบาศก์ที่มี 8 จุดยอด ซึ่งเป็นขอบนูนของรูปทรงประกอบของทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าปกติสองรูป โดยแต่ละรูปมี 4 จุดยอด
ขอบแต่ละด้านของเทสเซอแร็กต์ปกติมีความยาวเท่ากัน สิ่งนี้มีความน่าสนใจเมื่อใช้เทสเซอแร็กต์เป็นพื้นฐานสำหรับโครงสร้างเครือข่ายเพื่อเชื่อมโยงโปรเซสเซอร์หลายตัวในการประมวลผลแบบขนาน : ระยะห่างระหว่างสองโหนดมีค่าสูงสุด 4 และมีเส้นทางที่แตกต่างกันมากมายเพื่อช่วยในการปรับสมดุลน้ำหนัก
เทสเซอแร็กต์สามารถแยกย่อยออกเป็นโพลีโทป 4 มิติขนาดเล็กกว่าได้ มันคือส่วนนูนของสารประกอบของเดมิเทสเซอแร็กต์ สองอัน ( 16 เซลล์ ) นอกจากนี้ยังสามารถ แบ่งเป็น รูปสามเหลี่ยมได้ เป็น ซิมเพล็กซ์ 4 มิติ( 5 เซลล์ที่ไม่สม่ำเสมอ ) ที่มีจุดยอดร่วมกับเทสเซอแร็กต์ เป็นที่ทราบกันว่ามี92 487 256การแบ่งสามเหลี่ยมดังกล่าว[ 15 ]และซิมเพล็กซ์ 4 มิติที่น้อยที่สุดในนั้นก็คือ 16 [ 16 ]
การแยกเทสเซอแร็กต์ออกเป็นตัวอย่างของซิมเพล็กซ์ลักษณะเฉพาะ ( ออร์โธสคีม เฉพาะ ที่มีแผนภาพค็อกเซเตอร์)![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
( ) คือการสร้างเทสเซอแร็กต์โดยตรงขั้นพื้นฐานที่สุดที่เป็นไปได้เซลล์ 5 เซลล์ลักษณะเฉพาะของลูกบาศก์ 4 มิติเป็นบริเวณพื้นฐานของกลุ่มสมมาตร ที่กำหนดเทสเซอแร็กต์ ซึ่งเป็นกลุ่มที่สร้างโพลีโทปB 4ซิมเพล็กซ์ลักษณะเฉพาะของเทสเซอแร็กต์สร้างเทสเซอแร็กต์โดยตรงผ่านการกระทำของกลุ่ม โดยการสะท้อนตัวเองในระนาบขอบเขตของมันเอง ( ผนังกระจก )
เทสเซอแร็กต์หน่วย
เทสเซอแร็กต์หน่วยมีด้านยาว1และโดยทั่วไปถือเป็นหน่วยพื้นฐานสำหรับปริมาตรหลายมิติในปริภูมิ 4 มิติ เทสเซอแร็กต์ หน่วยในระบบพิกัดคาร์ทีเซียนสำหรับปริภูมิ 4 มิติมีจุดยอดตรงข้ามสองจุดที่พิกัด[0, 0, 0, 0]และ[1, 1, 1, 1]และจุดยอดอื่นๆ ที่มีพิกัดอยู่ในทุกๆ การรวมกันที่เป็นไปได้ของ0และ1มันคือผลคูณคาร์ทีเซียนของช่วงหน่วย ปิด [0, 1]ในแต่ละแกน
บางครั้งเทสเซอแร็กต์หน่วยจะถูกวางจุดศูนย์กลางไว้ที่จุดกำเนิด เพื่อให้พิกัดของมันมีความสมมาตรมากขึ้นนี่คือผลคูณคาร์ทีเซียนของช่วงปิดในแต่ละแกน
เทสเซอแร็กต์ที่สะดวกอีกแบบหนึ่งคือผลคูณคาร์ทีเซียนของช่วงปิดในแต่ละแกน โดยมีจุดยอดอยู่ที่พิกัดเทสเซอแร็กต์นี้มีความยาวด้าน 2 และปริมาตรไฮเปอร์[ 17 ]
สมมาตรด้านเท่าแบบรัศมี
รัศมีของไฮเปอร์สเฟียร์ที่ล้อมรอบโพลีโทปปกติ คือระยะทางจากจุดศูนย์กลางของโพลีโทปไปยังจุดยอดจุดใดจุดหนึ่ง และสำหรับเทสเซอแร็กต์ รัศมีนี้จะเท่ากับความยาวด้านของมัน เส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลม ซึ่งเป็นความยาวของเส้นทแยงมุมระหว่างจุดยอดตรงข้ามของเทสเซอแร็กต์ จะเป็นสองเท่าของความยาวด้านโพลีโทป สม่ำเสมอเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น ที่มีคุณสมบัตินี้ รวมถึงเทสเซอแร็กต์และ24-เซลล์ สี่มิติ คิวบอกตาเฮดรอนสามมิติและหกเหลี่ยม สองมิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทสเซอแร็กต์เป็นไฮเปอร์คิวบ์เพียงชนิดเดียว (นอกเหนือจากจุดศูนย์มิติ) ที่เป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าตามแนวรัศมี เส้นทแยงมุมที่ยาวที่สุดจากจุดยอดถึงจุดยอดของไฮเปอร์คิวบ์มิติ n ที่มีความยาวด้านหนึ่งหน่วย คือซึ่งสำหรับสี่เหลี่ยมจัตุรัสคือสำหรับลูกบาศก์คือและสำหรับเทสเซอแร็กต์เท่านั้นที่มีความยาวด้าน เท่ากับ
เทสเซอแร็กต์ที่วางตัวตามแนวแกนซึ่งบรรจุอยู่ในทรงกลม 3 มิติรัศมีหนึ่งหน่วย มีจุดยอดที่มีพิกัดดังนี้
สูตร

สำหรับเทสเซอแร็กต์ที่มีด้านยาวs :
- ไฮเปอร์โวลูม (4 มิติ):
- พื้นผิว "ปริมาตร" (3 มิติ):
- หน้าเฉียง :
- เส้นทแยงมุมของเซลล์ :
- เส้นทแยงมุม 4 ช่อง:
ในฐานะการกำหนดค่า
เทสเซอแร็กต์สามารถแสดงได้ด้วยเมทริกซ์การกำหนดค่าโดยที่แถวและคอลัมน์สอดคล้องกับจุดยอด ขอบ หน้า และเซลล์ ตัวเลขในแนวทแยงแสดงจำนวนของแต่ละองค์ประกอบที่ปรากฏในเทสเซอแร็กต์ทั้งหมด ซึ่งลดลงเหลือเวกเตอร์ fตัวเลขที่ไม่ใช่แนวทแยงแสดงจำนวนองค์ประกอบของคอลัมน์ที่ปรากฏในหรือที่องค์ประกอบของแถวนั้น ตัวอย่างเช่น เลข 2 ในคอลัมน์แรกของแถวที่สองแสดงว่ามีจุดยอดสองจุดใน (เช่น ที่ปลายสุดของ) แต่ละขอบ เลข 4 ในคอลัมน์ที่สองของแถวแรกแสดงว่ามีขอบสี่ขอบมาบรรจบกันที่แต่ละจุดยอด แถวล่างสุดกำหนดหน้าตัด ซึ่งในที่นี้คือลูกบาศก์ มีเวกเตอร์ f แถวถัดไปทางซ้ายของแนวทแยงคือองค์ประกอบสัน (หน้าตัดของลูกบาศก์) ซึ่งในที่นี้คือสี่เหลี่ยมจัตุรัสแถวบนสุดคือเวกเตอร์ f ของรูปจุดยอดซึ่งในที่นี้คือทรงสี่หน้า แถวถัดไปคือสันของรูปจุดยอด ซึ่งในที่นี้ คือสามเหลี่ยม[ 18 ]
การคาดการณ์
สามารถฉายภาพเทสเซอแร็กต์ลงในพื้นที่สามมิติและสองมิติได้ เช่นเดียวกับการฉายภาพลูกบาศก์ลงในพื้นที่สองมิติ


การฉายภาพแบบขนานโดย เริ่มจาก เซลล์ก่อนของเทสเซอแร็กต์ลงในพื้นที่สามมิติจะมี รูปร่างเป็นทรง ลูกบาศก์เซลล์ที่อยู่ใกล้ที่สุดและไกลที่สุดจะถูกฉายลงบนลูกบาศก์ และเซลล์ที่เหลืออีกหกเซลล์จะถูกฉายลงบนหน้าสี่เหลี่ยมจัตุรัสทั้งหกของลูกบาศก์
การฉายภาพแบบขนานโดย หันหน้าเข้าหาพื้นผิวของเทสเซอแร็กต์ลงในพื้นที่สามมิติจะมี รูปทรงเป็นทรง ลูกบาศก์เซลล์สองคู่จะฉายภาพไปยังครึ่งบนและครึ่งล่างของรูปทรงนี้ และเซลล์ที่เหลืออีกสี่เซลล์จะฉายภาพไปยังด้านข้างของรูปทรง
การฉายภาพแบบขนานโดยเริ่มจาก ขอบก่อนของเทสเซอแร็กต์ลงในพื้นที่สามมิติจะมีรูปร่างเป็นปริซึมหกเหลี่ยมเซลล์หกเซลล์จะฉายภาพลงบนปริซึมรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ซึ่งวางเรียงอยู่ในปริซึมหกเหลี่ยมในลักษณะที่คล้ายคลึงกับวิธีที่หน้าของลูกบาศก์สามมิติฉายภาพลงบนรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนหกรูปในกรอบหกเหลี่ยมภายใต้การฉายภาพแบบเริ่มจากจุดยอดก่อน เซลล์ที่เหลืออีกสองเซลล์จะฉายภาพลงบนฐานของปริซึม
การฉายภาพแบบขนานโดยเริ่มจาก จุดยอดก่อนของเทสเซอแร็กต์ลงในพื้นที่สามมิติจะมี รูปทรง สิบสองเหลี่ยมขนมเปียกปูนห่อ หุ้ม อยู่ จุดยอดสองจุดของเทสเซอแร็กต์ถูกฉายไปยังจุดกำเนิด มีวิธีการแบ่งรูปทรงสิบสองเหลี่ยมขนมเปียกปูนออกเป็นรูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ที่เท่ากันสี่รูปได้สองวิธี พอดี ทำให้ได้รูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนทั้งหมดแปดรูป ซึ่งแต่ละรูปเป็นลูกบาศก์ ที่ฉายลง บนเทสเซอแร็กต์ การฉายภาพนี้ยังเป็นการฉายภาพที่มีปริมาตรสูงสุดด้วย ชุดเวกเตอร์การฉายภาพชุดหนึ่งคือu = (1,1,−1,−1) , v = (−1,1,−1,1) , w = (1,−1,−1,1 )

| เครื่องบินค็อกซ์เตอร์ | บี4 | B 4 --> A 3 | เอ3 |
|---|---|---|---|
| กราฟ | |||
| สมมาตรไดเฮดรัล | [8] | [4] | [4] |
| เครื่องบินค็อกซ์เตอร์ | อื่น | บี3 / ดี4 / เอ2 | บี2 / ดี3 |
| กราฟ | |||
| สมมาตรไดเฮดรัล | [2] | [6] | [4] |
ภาพฉายสามมิติของเทสเซอแร็กต์ที่หมุนรอบระนาบในพื้นที่สี่มิติ ระนาบนี้แบ่งครึ่งรูปทรงจากด้านหน้าซ้ายไปด้านหลังขวา และจากบนลงล่าง | ภาพฉายสามมิติของเทสเซอแร็กต์ที่หมุน สองรอบรอบระนาบ ตั้งฉากสองระนาบในปริภูมิสี่มิติ |
ภาพสามมิติแบบตัดส่วนที่ซ่อนอยู่มุมสีแดงอยู่ใกล้ที่สุดในแบบ 4 มิติและมีเซลล์ทรงลูกบาศก์ 4 เซลล์มาบรรจบกันรอบๆ |
ทรงสี่เหลี่ยมพีระมิดฐานสี่เหลี่ยมด้านเท่าเป็นส่วนนูนที่ครอบส่วนฉายตรงกลางของเทสเซอแร็กต์ที่อยู่ตรงจุดยอด แสดงเซลล์ลูกบาศก์ 4 ใน 8 เซลล์ จุดยอดที่ 16 ถูกฉายไปยังอนันต์และขอบทั้งสี่ที่เชื่อมไปยังจุดยอดนั้นไม่ได้แสดงไว้ | (ขอบต่างๆ ถูกฉายลงบนทรงกลม 3 มิติ ) |
การเรียงตัวของรูปทรงเรขาคณิต
เทสเซอแร็กต์ เช่นเดียวกับไฮเปอร์คิวบ์ทั้งหมดจะปูพื้นผิวของพื้นที่ยูคลิด รังผึ้ง เทสเซอแร็กต์แบบคู่ตัวเองซึ่งประกอบด้วยเทสเซอแร็กต์ 4 อันรอบแต่ละหน้าจะมีสัญลักษณ์Schläfli {4,3,3,4}ดังนั้น เทสเซอแร็กต์จึงมีมุมไดเฮดรัล 90° [ 19 ]
สมมาตรด้านเท่าแบบรัศมีของเทสเซอแร็กต์ทำให้การเรียงตัวของมันเป็นโครงตาข่ายลูกบาศก์ศูนย์กลางตัวแบบปกติที่ไม่เหมือนใครซึ่งประกอบด้วยทรงกลมขนาดเท่ากันในจำนวนมิติใดๆ ก็ตาม
โพลีโทปและรังผึ้งที่เกี่ยวข้อง
เทสเซอแร็กต์ปกติ พร้อมกับเซลล์ 16 เซลล์มีอยู่ในชุดของโพลีโทป 4 มิติแบบสม่ำเสมอ 15 ชุดที่มีสมมาตรเดียวกันเทสเซอแร็กต์ {4,3,3} มีอยู่ในลำดับของโพลีโทป 4 มิติปกติและรังผึ้ง { p ,3,3} ที่มีรูปทรงจุดยอดเป็นทรงสี่เหลี่ยมด้าน เท่า {3,3} เทสเซอแร็กต์ยังอยู่ในลำดับของโพลีโทป 4 มิติปกติและรังผึ้ง {4,3, p } ที่มีเซลล์ทรงลูกบาศก์ด้วย
| ตั้งฉาก | ทัศนคติ |
|---|---|
| 4 {4} 2โดยมีจุดยอด 16 จุดและขอบ 4 ด้าน 8 เส้น โดยขอบ 4 ด้านทั้ง 8 เส้นแสดงด้วยสี่เหลี่ยมสีแดง 4 อันและสี่เหลี่ยมสีน้ำเงิน 4 อัน | |
โพลีโทปเชิงซ้อนปกติ4 {4} 2 ,![]()
![]()
โดยมีการแสดงแทนที่แท้จริงเป็นเทสเซอแร็กต์หรือปริซึมคู่ 4-4 ในปริภูมิ 4 มิติ4 {4} 2มีจุดยอด 16 จุด และขอบ 4 ด้าน 8 เส้น สมมาตรของมันคือ4 [4] 2ลำดับที่ 32 นอกจากนี้ยังมีโครงสร้างสมมาตรที่ต่ำกว่าด้วย![]()
![]()
หรือ4 {}× 4 {}, ที่มีสมมาตร4 [2] 4ลำดับ 16 นี่คือสมมาตรหากขอบ 4 สีแดงและสีน้ำเงินถือว่าแตกต่างกัน[ 20 ]
หมายเหตุ
แหล่งที่มา
- คอนเวย์, จอห์น เอช. ; เบอร์เกียล, ไฮดี; กู๊ดแมน-สเตราส์, ไชอิม (2008). "26. ครึ่งลูกบาศก์: 1 n1 ". สมมาตรของสิ่งต่างๆหน้า 409. ISBN 978-1-56881-220-5.
- (กระดาษ 22) Coxeter, HSM, Regular และ Semi-Regular Polytopes I , Mathematische Zeitschrift 46 (1940) 380–407, MR 2,10]
- Coxeter, HSM (1970). "รังผึ้งบิดเกลียว". การประชุมวิชาการระดับภูมิภาคของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์ครั้งที่ 4พรอวิเดนซ์ รัฐโรดไอส์แลนด์: สมาคมคณิตศาสตร์อเมริกัน
- (เอกสาร 23) Coxeter, HSM, โพลีโทปปกติและกึ่งปกติ II , [Math. Zeit. 188 (1985) 559–591]
- (เอกสาร 24) Coxeter, HSM, โพลีโทปปกติและกึ่งปกติ III , [Math. Zeit. 200 (1988) 3–45]
- Gosset, Thorold (1900). "เกี่ยวกับรูปทรงปกติและกึ่งปกติในปริภูมิ n มิติ" Messenger of Mathematics . Macmillan.
- จอห์นสัน, นอร์แมน ดับเบิลยู. (1966). ทฤษฎีของรูปทรงหลายเหลี่ยมและรังผึ้งที่เป็นเอกรูป (ปริญญาเอก).
- จอห์นสัน, นอร์แมน ดับเบิลยู. (1991). โพลีโทปสม่ำเสมอ (ต้นฉบับ).
- ชเลเกล, วิคเตอร์ (1886) "การฉายภาพ-Modelle der sechs regelmässigen vier-มิติen Körper und des vier-มิติen vierseitigen Prismas" เขียนที่ฮาเกนในเวสต์ฟาเลน ในชิลลิง, มาร์ติน (เอ็ด.) Catalog mathematischer Modelle für den höheren mathematischen Unterricht (ภาษาเยอรมัน) (ฉบับแก้ไข 6 ครั้ง) ฮัลเลอ อัน เดอร์ ซาเลอ (ตีพิมพ์ พ.ศ. 2446) หน้า 31– 34. โอซีแอลซี 609855972 . สืบค้นเมื่อ 14 กุมภาพันธ์ 2569 - จาก Internet Archive
- ชเลเกิล, วิคเตอร์ (พฤษภาคม 1886) เขียนที่ วาเรน. Knoblauch, CH (เอ็ด.) "Ueber Entwickelung และ Stand der n- dimensionsen Geometrie, mit besonderer Berücksichtigung der vier Dimensionen" . เลโอโปลดินา (ภาษาเยอรมัน) 22 ( 9–10 ) Halle an der Saale [เดรสเดน]: [E. โบลช มันน์ แอนด์ โซห์น]: 92– 96, 108– 110, 133– 135, 149– 152, 160– 163. OCLC 9670930 สืบค้นเมื่อ 14 กุมภาพันธ์ 2569 - จาก Internet Archive
- เชิร์ก, เอฟ. อาร์เธอร์; แมคมัลเลน, ปีเตอร์; ทอมป์สัน, แอนโทนี ซี.; ไวส์, เอเชีย อิวิช (1995). กล้องคาไลโดสโคป: งานเขียนคัดสรรของ เอชเอสเอ็ม ค็อกซ์เตอร์ . นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์ไวลีย์-อินเตอร์ไซแอนซ์. ISBN 0-471-01003-0สืบค้นข้อมูลเมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ 2026ผ่านทาง Google Books
ลิงก์ภายนอก
- Klitzing, Richard. "รูปทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอ 4 มิติ (polychora) x4o3o3o - tes" .
- หน้าเว็บของ Ken Perlinวิธีการแสดงภาพไฮเปอร์คิวบ์ โดยKen Perlin
- สารคดี "บันทึกบางส่วนเกี่ยวกับมิติที่สี่" โดย ดาวิเด พี. เซอร์โวนประกอบด้วยบทเรียนแบบแอนิเมชั่นเกี่ยวกับแง่มุมต่างๆ ของเทสเซอแร็กต์
- แอนิเมชั่นเทสเซอแร็กต์พร้อมการกำจัดปริมาตรที่ซ่อนอยู่
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เทสเซอแร็กต์
ในทาง เรขาคณิต เท สเซอแร็กต์ หรือ ลูกบาศก์ 4 มิติ คือ ไฮเปอร์คิวบ์ สี่มิติ ซึ่งคล้ายคลึงกับ สี่เหลี่ยมจัตุรัส สอง มิติ และ ลูกบาศก์ สามมิติ[ 1 ] เช่น...
การก่อสร้าง
การสร้างเทสเซอแร็กต์สามารถมองเห็นภาพได้โดยใช้การเปรียบเทียบกับมิติในขั้นตอนต่อไปนี้:
ในวัฒนธรรมสมัยนิยม
นอกจากผล งาน Corpus Hypercubus ของซัลวาดอร์ ดาลีในปี 1954 แล้ว เทสเซอแร็กต์ยังเป็นธีมยอดนิยมในงานศิลปะอื่นๆ ตัวอย่างที่โดดเด่น ได้แก่:
คุณสมบัติ
เซลล์ทั้งแปดของเทสเซอแร็กต์อาจถูกพิจารณาได้สามวิธีที่แตกต่างกัน เช่น วงแหวนสองวงที่เกี่ยวกันของลูกบาศก์สี่ลูก [ 14 ] ในฐานะ โพลีโทปปกติ ที่มีลูกบาศก์สาม ลูก พับเข้าด้วยกันรอบขอบทุกด้าน จะมี สัญลักษณ์ Schläfli {4,3,3} ที่มี สมมาตรไฮเปอร์ออกตาเฮดรัล ลำดับที่...



