次元とは②四次元ポケット

次元の観点から球の体積と表面積の説明をして

喜んでもらえて嬉しくなったのと

せっかく次元の話をしたので

数学の面白さを伝えたくなって

ドラえもんの四次元ポケットについて話をしました。

３次元は「縦×横×高さ」

じゃあ４次元はどうなるか

４次元には数種類定義があって

「縦×横×高さ」の３次元に「時間」を加えて四次元にするもの

１つ下の次元を上の次元の断面と定義するもの

などがあるけど

ドラえもんのポケットはどうなっているのか

本当のところは誰も知らないから

４次元ポケットを作ることはできていないんだよ

と説明すると

「４次元ポケットを発明してお金持ちになりたい！」

と興奮してました。

（数学の面白さも伝わっているはず！）

「じゃあ、ある物をできるだけ遠くの別の場所に運ぶときにどうしたらいいか」

と聞くと

「ロケットで遠くに飛ばす」

という回答が返ってきて

それでは発想がまだ発明の域に達していません。

「星と太陽と地球が一直線上に並んでいても見える星があって

太陽は質量が莫大だから強大な重力がかかって

平面を布だと考えると布の上に重いものを乗せると

布が沈み込むように

平面上に太陽があると平面が沈むから

そこに物を転がしたら太陽の周りを回るように

空間を直進する光も

空間を直進しているけど空間が太陽の質量で沈み込んでいるから

曲がって進んで地球に星の光が届いて

それで一直線上に並んでいても星が見えることがある」

と説明すると閃いたようで

「じゃあ、空間を折り紙みたいに折りたたむことができたら

ロケットみたいに速いものを作らなくても移動ができるんですね！」

と素晴らしい発想がでてきました。

この考え方も既に発想自体はされていて

それをどう実現するか、で苦労してはいますが

こういった科学のロマン、神秘に中学生のうちから触れて

素養を育てておくと

誰が素晴らしい発明をするかは未知数なので

こうして種を植える作業はとても楽しいです。