Proiezioni di oggetti a più dimensioni

Leggendo la risposta alla domanda "Le superfici in quattro dimensioni" mi nasce una nuova domanda.

Visto che è possibile rappresentare su una superficie a 2 dimensioni la proiezione di un oggetto a 3 dimensioni, sarebbe possibile rappresentare un oggetto a 4 dimensioni proiettandolo su uno spazio a 3 dimensioni? Si potrebbe proseguire proiettando a sua volta questo oggetto su un piano a 2 dimensioni?

Davide Provasi
27 settembre 2004
La risposta è sì. Ad esempio consideriamo un oggetto quadrimensionale: un "Ipercubo", analogo quadridimensionale del cubo in 3 dimensioni e del quadrato in 2 dimensioni. Come possiamo figurarcelo?
Possiamo pensare a cubo e quadrato in R2 e R3 come la parte di spazio ottenuta dalle proiezioni del punto (1,1) o del punto (1,1,1) sugli assi cartesiani. In questo modo l'analogo unidimensionale è il segmento unitario.

Possiamo visualizzare il quadrato come generato da un segmento che si muove perpendicolarmente a se stesso:

e, similmente, il cubo generato dal movimento del quadrato perpendicolarmente a se stesso:

In modo analogo possiamo rappresentare l'ipercubo come generato da un cubo che si muove "perpendicolarmente a se stesso", solo che questo moto dovrebbe avvenire lungo una ipotetica quarta dimensione. Lo possiamo disegnare ugualmente nello spazio ordinario, ottenendo quella che costituisce una proiezione dell'ipercubo nello spazio tridimensionale:

Questo oggetto quadrimensionale avrà 8 "facce solide" (cioè cubiche), 24 facce bidimensionali (quadrati), 32 spigoli e 16 vertici.
Possiamo notare che abbiamo dato l'idea di come rappresentare l'ipercubo nello spazio a 3 dimensioni, ma il disegno che abbiamo creato sta su un piano ed è quindi una rappresentazione bidimensionale dell'ipercubo!

Alessandro Gimigliano Dipartimento di Matematica, Facoltà di Ingegneria, Università di Bologna

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