3次元とは (サンジゲンとは) [単語記事]

3次元（さんじげん）とは、次元が3つあるものである。多義的な使われ方をしていて、3つの次元を何と設定するかによって意味が変化する。

概要

3次元とは、学問用語として使われるが「3つの次元で表せるもの」という意味以外ではそれぞれの学問（数学や物理学、幾何学など）によって異なる。

良く知られている「3次元」は我々が住む世界である。空間が縦・横・高さの3つ座標で表せるのは、この世界が3次元であるということに他ならない。直交座標以外の座標系でも3つの数が必要なことは変わりない。中学生ぐらいで一番最初に学校で勉強する「3次元」はこの縦・横・高さの3次元であるため、一般的にはこの意味で普及している。

ドイツの物理学者ヘルマン・ミンコフスキーはアインシュタインの特殊相対性理論を説明する際、縦・横・高さに時間を加えて考えると非常に分かりやすくなることを発見した。すなわち、それまで時間と空間は無関係と思われていたのが、空間における状態は位置だけでなく時間にも影響され、逆に時間は空間に左右されるのが特殊相対性理論だよ、ということである。この際に使われる縦・横・高さに時間を加えたものをミンコフスキー空間、もっと世間的に浸透している呼び名を借りれば4次元時空と呼ぶ。

このことはニコニコ動画的には無視できないとされている。なぜなら、時間軸も次元として計算に入れる場合、皆が2次元と言っている物 (二次元空間) が動画化すると時間軸が足されて3次元時空になるからである。この3次元時空では各タイミングにおける映像の状態は時間に支配され、逆に時間はその時の映像の状態に支配される。もし仮に同じ再生時間の動画が2つあったとして、片一方がもう片方より時間の流れが速い（再生時間が同じはずなのに）ということがあれば、映像が時空に影響を及ぼしている可能性を疑ったほうがいいだろう。ブラックホールが発生していないか等も判別のポイントになりうる。

なお、特殊相対性理論を考慮すれば我々の住まう世界は4次元時空であることを上で説明した。が、実際には、超弦理論を研究する学者によれば、超弦理論を説明するのにこの世を11次元（もしくはそれ以上）に分ける必要があるとされているので、「我々の住む空間は〇〇次元だ」のようには一概には言えないようである。ちなみに、タイムマシンが実現可能とするならば、最低でも5次元は必要であるらしい。