Thực tế ảo có thể đưa bạn đến một số nơi xa xôi - đỉnh núi, thành phố xa xôi và thậm chí cả thế giới trò chơi giả tưởng. Một nhóm các nghệ sĩ và nhà toán học hiện đang thêm vào danh sách đó: các vũ trụ nơi các quy tắc hình học và vật lý thông thường không được áp dụng.
Vi Hart, người sáng lập nhóm nghiên cứu eleVR, đã lãnh đạo một nhóm xây dựng một cảnh quan ảo trông giống như một tập hợp các buồng lặp lại vô tận. Cảnh quan ảo này tuân theo các quy tắc của một loại hình học phi Euclide được gọi là hình học hyperbol (còn gọi là không gian H). Nó hoạt động theo một cách khác với thế giới bình thường, tuân theo cái gọi là hình học Euclide. Trong vũ trụ VR này, sàn nhà có thể rơi ra khỏi đôi chân của bạn khi bạn bước về phía trước và khoảng cách không giống với những gì chúng có vẻ, tất cả bởi vì các đường và góc không hành xử theo cách chúng làm trong thế giới bình thường.
"Trong không gian H, khi bạn di chuyển đầu một chút thì điều đó là bình thường, nhưng nếu bạn thực hiện các chuyển động lớn hơn thì khác", Henry Segerman, đồng tác giả của nghiên cứu và trợ lý giáo sư toán học tại Đại học bang Oklahoma, nói với Live Khoa học. Đó là bởi vì trong không gian H "rất nhiều thứ rất gần với bạn", nghĩa là lượng không gian giữa hai điểm ít theo một số hướng nhất định so với không gian Euclide, trong đó một đơn vị khoảng cách là một độ dài nhất quán.
Các kết quả có ứng dụng trong lĩnh vực học thuật cũng như cho ngành công nghiệp trò chơi video. Tuy nhiên, động lực cho dự án là nghệ thuật nhiều hơn khoa học: "Toán học và nghệ thuật không quá xa nhau", ông Hart nói. "Trong cả toán học và nghệ thuật, chúng ta có thể nói về những thế giới hoàn toàn hư cấu."
Theo các quy tắc
Hầu hết hình học được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày là hình học của không gian phẳng, hay hình học Euclide, được gọi như vậy bởi vì nhà toán học Hy Lạp Euclid đã viết ra nhiều nguyên tắc của nó. Ví dụ, Earthlings mong đợi rằng các đường thẳng song song sẽ không bao giờ gặp nhau và nếu bạn cộng các góc bên trong của một hình tam giác, nó sẽ đi ra 180 độ. Điều đó cũng có nghĩa là nếu bạn đi về phía trước 10 feet, hãy rẽ phải, đi cùng một khoảng cách và lặp lại quá trình ba lần nữa bạn sẽ quay lại cùng một điểm.
Hình học phi Euclide không hoạt động theo cách đó. Một hình tam giác được ghi trên bề mặt của một hình cầu - một không gian hình học hình cầu - có hơn 180 độ ở các góc bên trong của nó, và một hình vẽ trên bề mặt hình yên ngựa - một không gian hình học hyperbol - có thể có ít độ hơn. Hình học hình cầu được sử dụng trong điều hướng bởi vì bề mặt Trái đất là hình cầu. Hình học Hyperbolic xuất hiện nhiều hơn trong vũ trụ học.
"Một không gian hyperbol có hình dạng giống như một con chip Pringles," Segerman nói.
Kết quả cuối cùng là việc khám phá các thế giới phi Euclide thông qua thực tế ảo sẽ vô cùng kỳ lạ. Để các nhà khoa học chuyển dịch cõi kỳ lạ này sang không gian VR, họ phải đưa vào ít nhất một vài tính năng của Euclide, nếu chỉ để làm cho nó bớt mất phương hướng với người dùng, Segerman nói.
Dự án không được thiết kế để có bất kỳ sử dụng ngay lập tức. Khung cảnh VR kết quả có thể tạo ra các thế giới trò chơi video thú vị và thậm chí được sử dụng để dạy học sinh cách điều hướng trong các không gian như vậy. Ngoài ra, một số loại dữ liệu có nhiều "cây phân nhánh" - thường rất khó hình dung - có thể được hình dung trong các loại không gian này.
Nó cũng có thể hữu ích trong toán học. "Đôi khi nhập vào đây là một điều trực tiếp hơn là đọc về nó hoặc tính toán," Segerman nói. Đi bộ qua một không gian phi Euclide trong người dễ dàng hơn nhiều người so với việc cố gắng phân tích nó trên giấy, vì một người tương tác thông qua các giác quan giống như người ta làm trong thế giới bình thường.
Một nhà nghiên cứu khác mà ông trích dẫn trong bài báo, Jeff Weeks, đã thực hiện các trình mô phỏng chuyến bay, ví dụ, hoạt động trong các loại không gian này.
"Lý do thực sự" (theo ý kiến của tôi, ít nhất là) là để mọi người hiểu được mức độ ruột của các dạng hình học phi Euclide khác nhau. Nói cách khác, thay vì cố gắng hiểu hình học phi Euclide thông qua các công thức và mô hình toán học trừu tượng , chúng tôi muốn mọi người trải nghiệm chúng trực tiếp ", Tuần, một nhà nghiên cứu độc lập, người đã thiết kế các trò chơi để khám phá các khái niệm toán học, nói với Live Science trong email.
Dạy mọi người cách điều hướng những không gian kỳ quặc như vậy cũng có thể có lợi ích trong thế giới thực trong khoa học vật lý. Toàn bộ vũ trụ, ví dụ, thực sự là một không gian phi Euclide, trên quy mô vũ trụ lớn.
"Kết luận ở đây là nếu chúng ta muốn hiểu thế giới tự nhiên chúng ta đang sống, chúng ta cần phải từ bỏ các định kiến Euclide và thoải mái với một số loại hình học khác."
Nghiên cứu được trình bày chi tiết trong hai bài báo được công bố trên trang web in sẵn arXiv.org.
