De wereld die we ervaren is samengesteld uit driedimensionale ruimte - breedte, diepte en hoogte, naast de tijdsdimensie van tijd. Maar wetenschappers hebben lang aangenomen dat er waarschijnlijk een vierde ruimtelijke dimensie is die verder gaat dan wat we kunnen ervaren of begrijpen. Bewijs van het bestaan van de vierde dimensie (4D) is problematisch vanwege het feit dat we niet direct iets kunnen waarnemen dat zich buiten onze driedimensionale ruimte bevindt.
De driedimensionale ruimte is het geometrische model van de wereld waarin we leven. Het wordt driedimensionaal genoemd omdat de beschrijving ervan overeenkomt met drie van de eenheidsvectoren, die de lengte, breedte en hoogterichting zijn. De perceptie van driedimensionale ruimte wordt al op zeer jonge leeftijd ontwikkeld en heeft een directe relatie met de coördinatie van menselijke bewegingen. De diepte van deze perceptie hangt af van het visuele vermogen van het bewustzijn van de wereld en het vermogen om drie dimensies te herkennen met behulp van de zintuigen. De positie van elk punt in de ruimte wordt bepaald met betrekking tot de drie assencoördinaten die verschillende numerieke waarden hebben in elk gegeven interval. De driedimensionale ruimte op elk individueel punt wordt bepaald door drie getallen die overeenkomen met de afstand van het referentiepunt op elke as tot het punt van de doorsnede met het opgegeven vlak.
Ooit genoemd 'vier dimensies van ruimte' verwijst voornamelijk naar Einstein's 'algemene relativiteitstheorie' en 'speciale relativiteit' in relatie tot het concept 'vier dimensionale ruimte-tijd'. Volgens het concept van Einstein bestaat ons universum uit tijd en ruimte. De temporele relatie tussen de ruimtelijke structuur van een regelmatige driedimensionale ruimte met lengte, breedte en hoogte van drie assen heeft ook een datum toegevoegd, maar deze keer is de aswaarde een virtuele as. Vierdimensionale ruimte is ruimte-tijd concept. Met drie dimensies wordt de spatie weergegeven door coördinaten, terwijl de vier dimensies van de tijd (t) niet worden weergegeven in dat coördinatensysteem met enige hoek (dimensionaal) die constant of reëel is. Het is echt in die zin dat het lijkt op de eerste drie dimensies. Maar de tijd is een deel van dat systeem geworden, waarin het als een andere dimensie wordt gepresenteerd. Simpel gezegd, in een vlak concept, kan worden gezegd dat de realiteit van de ruimte een vierkant is, geen kubus. Het vierkant zou plat liggen en kon alleen links, rechts, vooruit en achteruit bewegen. De kubus kan op en neer gaan. De driedimensionale kubus bevindt zich dus in de wereld 'over' het tweedimensionale vierkant. Hoe zit het met vierdimensionale kubussen dan? Het zou een tesseract, vierdimensionale analoge of 'schaduw'-kubus zijn. Omdat we ons beperken tot een driedimensionaal perspectief, kunnen we het niet waarnemen. Stel je de wezens voor in een vlak vierkantje onderaan de kubus (2e dimensie). Stel je nu wezens voor in de kubus boven het platte vierkant (3e dimensie). Stel je dan voor dat de wezens in het tesseract verbonden zijn aan een driedimensionale kubus! Deze wezens kunnen ook worden gezien binnen de 3e en 2e dimensie.
Dimensies zijn ontwikkeld naarmate de kennis van de ruimte is toegenomen. Het zijn meetbare dingen, dat wil zeggen universevariabelen. Het concept van het platte universum weerspiegelt het idee van 2 dimensies. Onze realiteit wordt echter gepresenteerd in drie dimensies - alles om ons heen wordt verklaard door de lengte, breedte en hoogte. De dimensie tijd toevoegen als een abstracte dimensie leidt tot het idee van vier dimensionaliteit.
3D-weergave wordt gepresenteerd met drie variabelen - lengte, breedte en hoogte. 4d voegt de tijdvariabele toe.
3D-presentatie is een feitelijk feit uit de praktijk. 4d is een abstract idee.
3D-objecten in de wiskunde worden gepresenteerd door 3 variabelen - geplaatst op de x-, y- en z-as met de juiste coördinaten. 4d-objecten moeten worden gepresenteerd met een 4-dimensionale vector.
3d objecten zijn overal om ons heen - cilinders, kubussen, piramides, bollen, prisma's .... 4d-geometrie is veel complexer - het omvat 4-polytopen. Een voorbeeld is het tesseract - analoog van de kubus.
3d in de cinematografie presenteren een geheel nieuwe videomethoden waaronder visuele effecten die resulteren in een driedimensionaal beeld. Een 4d-film is een 3d-film met extra effecten voor een levensechte ervaring, uitgestraald in speciale bioscopen.
In het geval van 3d echografie genereren de geluidsgolven reflecties die in de computersoftware zijn verwerkt en resulteren in een driedimensionaal beeld. 4d echografie is een 3d met het tijdsaspect - live video van het record.
3D-printen omvat verschillende materiaalcombinaties om een 3d-object te maken op basis van een model. 4d afdrukken resulteert in een ontwerp dat reageert op de milieuaspecten.