В мире, где наше восприятие ограничено тремя измерениями, идея существования четвёртого измерения традиционно воспринимается как загадка, которую могут понять лишь учёные или математики. Но что если позволить искусству и технологиям сделать это абстрактное понятие осязаемым и доступным для каждого? Проект «Round About Four Dimensions» — это уникальная кинетическая скульптура, созданная художниками Юлиусом фон Бисмарком и Бенджамином Маусом для выставки Exploring the Unknown в ЦЕРН, которая воплощает четырёхмерный гиперкуб, или тессеракт, в физической форме. Это не просто художественное произведение, а инновационная инженерная и научная инсталляция, призванная расширить границы нашего понимания пространства, времени и самой Вселенной. Тессеракт — это проекция четырёхмерного куба в трёхмерное пространство, концепт, который давно исследуется в математике и теоретической физике. Он служит метафорой и инструментом для представления объектов и явлений, выходящих за рамки нашего привычного пространства.
В повседневной жизни мы воспринимаем мир как трёхмерный, благодаря своей биологии и зрению. Однако многие физические теории, включая теорию относительности и квантовую механику, предполагают существование дополнительных измерений, которые мы не можем напрямую воспринять. Скульптура Юлиуса фон Бисмарка и Бенджамина Мауса наглядно демонстрирует процесс вращения четырёхмерного объекта и трансформации его трёхмерной «тени», что позволяет зрителю воочию наблюдать феномен, обычно остающийся за пределами человеческого восприятия. Механика работы тессеракта впечатляет своей сложностью и точностью. Скульптура состоит из двух кубов — большого внешнего и маленького внутреннего, расположенного в центре.
Вращение происходит за счёт последовательного перемещения и трансформации этих кубов: внутренний куб выдвигается и увеличивается в размерах, в то время как одна грань внешнего куба сжимается, создавая иллюзию прохода одного куба сквозь другой. Этот цикл вращения напоминает процесс развёртки и складывания четырёхмерного объекта в трёхмерном пространстве, что длится от двадцати до девяноста секунд. Такое движение заставляет зрителя задуматься о природе измерений, о которых обычно не задумывается в своей повседневной жизни. С точки зрения инженерии и материаловедения, проект является примером инновационного подхода и мастерства. Основу скульптуры составляют алюминиевые и полимерные детали, прочные стальные элементы обеспечивают необходимую жёсткость, а угловые соединения и телескопические актуаторы сочетают функциональность и изящность.
Телескопические актуаторы управляют изменением длины рёбер тессеракта, что позволяет моделировать «вращение» четырёхмерного объекта в нашей реальности. Угловые соединения обеспечивают плавность и непрерывность движения благодаря своей конструкции с полым валом и вращению смежных рёбер. Интеллектуальная электросистема скульптуры питается от аккумуляторов LiFePo4, которые автоматически подзаряжаются через платформу, что повышает автономность и экологичность инсталляции. Контроль и координация всех движений осуществляются через встроенные микроконтроллеры и электронные датчики, включая датчики дальности и энкодеры, обеспечивающие точность позиционирования. Высокотехнологичный программный комплекс написан на C++ и Python и представляет собой мультипроцессную систему, объединяющую в себе робототехнические протоколы для синхронизации и управления всеми аспектами работы скульптуры.
Такой подход создаёт мост между научной точностью и художественным замыслом, делая процесс непрерывного преобразования четырёхмерного объекта визуально завораживающим и технически достоверным. Проект «Round About Four Dimensions» — это не просто художественная инсталляция, это философский вызов нашему восприятию действительности и познанию мира. Визуализация тессеракта помогает нам задуматься о том, что мир сложнее и богаче, чем кажется на первый взгляд. Вращение скульптуры, её трансформации словно выносят наблюдателя за границы привычного пространства, побуждая осознать, что мы лишь начинаем постигать сложность и многомерность Вселенной. ЦЕНТРЕ изучения фундаментальных частиц и сил Вселенной, ЦЕРН, благодаря своей уникальной научной атмосфере, стал идеальной площадкой для демонстрации такого проекта.
Инсталляция призвана не только удивлять, но и направлять мысли посетителей к вопросам о природе реальности, о границах человеческого знания и о том, насколько смелыми могут быть наши представления об окружающем мире. Сочетание искусства, науки и высоких технологий позволяет создавать новые формы коммуникации с публикой. Такой подход способствует развитию науки и культуры одновременно, привлекая внимание к сложным идеям и мотивируя к их изучению. Выставка Exploring the Unknown, в рамках которой представлен тессеракт, стала платформой для взаимодействия художников, инженеров, учёных и широкой аудитории — место, где инновации встречаются с эстетикой и интеллектом. Помимо эстетической функции, скульптура также служит образовательным инструментом.
Она позволяет студентам, преподавателям и исследователям визуально и практически исследовать сложные научные концепции, в частности теорию многообразий и пространственных измерений, делая абстрактное понятие более понятным и близким. Кроме того, технические решения в реализации показывают, как современные технологии, такие как робототехника, программирование и материалы, могут гармонично сочетаться с художественным замыслом, расширяя границы творческих возможностей. Не менее важным аспектом проекта является его влияние на междисциплинарное сотрудничество. Работая над скульптурой, художники и инженеры вынуждены были совместно преодолевать трудности структурной механики, электронного управления и программирования, что стало примером успешного синтеза знаний из различных сфер. Именно такая интеграция позволяет создавать продукты искусства, способные раскрывать новые уровни понимания и вдохновлять на дальнейшие открытия.
Проект «Round About Four Dimensions» наглядно показывает, как идеи, которые традиционно считаются слишком сложными или абстрактными, могут быть переведены в визуальные и сенсорные формы. Это открывает путь к более широкому восприятию научных достижений и стимулирует интерес общественности к фундаментальным вопросам физики. Благодаря таким проектам, искусство приобретает роль не только развлечения, но и просвещения, способного изменить отношение к знаниям и пробудить любопытство. Подытоживая, стоит отметить, что представленный тессеракт — это не просто объект, а отражение стремления человека к познанию и расширению сознания. Объединяя эстетическую красоту, инженерное мастерство и научную точность, скульптура заставляет нас задуматься о том, что существует многое за пределами видимого, о сложностях и таинствах многомерной Вселенной.
Погружаясь в «вращение» четырёхмерного гиперкуба, каждый посетитель получает уникальный опыт, побуждающий к размышлениям о природе реальности и своего места в бесконечном пространстве и времени.
