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Ein Hypercube, oder auch
Hyperwürfel ist ein regulärer mehr-,
mindestens aber vierdimensionaler Würfel.
Damit ist schnell gesagt, was ein Hypercube ist.
Aber wie er aussieht, dazu bedarf es ein klein
wenig mehr Mühe, die zu machen, ich mich
nicht gescheut habe:
Beim näheren Beschäftigen mit unserem
neuen vierdimensionalen Freund, fiel mir eines
ganz schnell auf. Alle Versuche, den Hypercube
darzustellen, sind im Grunde von vorn herein unzureichend.
Durch meine Arbeit als Bauzeichnerin bin ich sehr
vertraut mit der zweidimensionalen Darstellung
von Körpern. Als ich aber nun damit begann,
mir einen vierdimensionalen Körper vorzustellen
und vor allem ihn abzubilden, wurde mir schnell
klar, dass dies ungleich schwieriger war. Wir
schummeln ja schon, wenn wir nur dreidimensionale
Körper darstellen wollen… Ich glaube,
am besten ist, wir tasten uns einfach langsam ran
und beginnen dabei mal ganz von vorn. Am Anfang
war das Nichts…
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Ein Punkt hat keine Dimension (1). Dehnen wir
den Punkt in eine Richtung aus, erhalten wir eine
Linie (2) und die hat jetzt eine Dimension. Nun
verschieben wir unsere Linie auf dem Papier nach
oben und schon haben wir ein Quadrat mit zwei
Dimensionen (3). So, und jetzt geht die Schummelei
schon los... Um die dritte Dimension auf einem
Blatt Papier überhaupt darstellen zu können,
müssen wir uns mit einem Trick behelfen.
Wir verschieben unser Quadrat in einem Winkel
von 45° nach hinten (4). Die Strecke, die
später die Eckpunkte verbindet, darf dabei
nur halb so lang sein, wie die Kantenlängen
des Quadrats, da sonst nicht der optische Eindruck
eines Würfels entstehen würde. Kritiker
der Parallelprojektion maulen daran zwar herum,
aber ich finde sie für unsere Zwecke allemal
anschaulicher als z.B. die Isometrie. Bei dieser
werden die nach hinten verschobenen Seitenflächen
des Würfels zwar in Originallänge abgebildet,
dafür beträgt der Winkel der Grundkante
und der Verbindungslinien unseres Quadrates jeweils
30°. Hier sehen wir eine Parallelverschiebung
und eine Isometriesche Darstellung eines Würfels.
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Durch den 30° Winkel sieht unser Würfel
in der Isometrie aus wie ein regelmäßiges
Sechseck, dass in drei gleich große Parallelogramme
oder - wenn man die unsichtbaren (gestrichelten)
Kanten mitzählt - in sechs gleiche Dreiecke
aufgeteilt ist. Bei einem einfachen Würfel
mag das noch ganz übersichtlich sein, aber
wenn wir uns ein etwas komplexeres Gebilde wie
den Tesseract ansehen, dann sieht die Isometrie
nicht mehr ganz so durchschaubar aus. Links die
Parallelprojektion, rechts die Isometrie
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Der Tesseract ist nicht zufällig als Beispiel
gewählt. Er spielt im Zusammenhang mit dem
Hypercube eine wichtige Rolle. Er ist sein Netz.
Zum besseren Verständnis: Wenn wir einen
Würfel auseinander falten, erhalten wir ein
zweidimensionales Netz des Körpers. Insgesamt
gibt es von einem Würfel elf verschiedene
Netze. Das bekannteste davon ist das Kreuz. Der
Tesseract ist das Netz des Hypercubes. Er ist
seine Auffaltung in die dritte Dimension. In seinem
Fall gibt es allerdings insgesamt 261 verschiedene
Netze. Hier sehen wir links ein Netz des Würfels
und rechts ein Netz des Hypercubes.
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Die unterhaltsame Variante der Erschaffung eines
eigenen Hypercubes durch Auffalten seines Tesseractes
sehen sie HIER.
Die Jungs haben's drauf!
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Schummeleien
und schräge Bilder |
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