We leven in een 3D-ruimte. Dat wil – wiskundig gezien – zeggen dat we ieder punt in onze ruimte (of in een bepaald gedefinieërd stuk van die ruimte) kunnen aanduiden door middel van drie coördinaten: door drie reële getallen. Hiermee kunnen natuurkundigen bijvoorbeeld de plaats van een deeltje eenduidig aangeven. De verstrijkende tijd is ééndimensionaal: een bepaald tijdstip kan men met behulp van één reëel getal aangeven. Om de plaats van een deeltje op een bepaald tijdstip te beschrijven heeft men vier coördinaten nodig: (x,y,z,t). We leven dus in een vierdimensionale tijd-ruimte.
Door deze idee wordt er vaak gedacht: de vierde dimensie is de tijd. Er is echter een fundamenteel verschil is tussen een (gewone) ruimtelijke dimensie en een tijdsdimensie. Wat dat verschil is, zal ik hier uiteenzetten.
Allereerst: de tijd verstrijkt, de ruimte niet. Ons tijdsbesef houdt in dat de dingen in onze driedimensionale ruimte op het ene tijdstip anders kunnen zijn dan op het andere. Bovendien zijn bepaalde processen onomkeerbaar, ze verlopen in een bepaalde richting in de tijd. Een belangrijk voorbeeld hiervan zijn geheugenprocessen: we herinneren ons alleen gebeurtenissen uit één tijdsrichting: het verleden.
Ten tweede: we zijn gebonden aan de tijd, niet aan de ruimte. We ervaren, dat we in principe naar ieder punt in de ruimte kunnen gaan en weer terug, maar we kunnen niet heen en weer in de tijd reizen. Bovendien kunnen we niet op één tijdstip op verschillende punten van een ruimtelijke dimensie zijn. Of om het iets wiskundiger te zeggen: Als we over een deeltje praten, dan hoort bij iedere t precies één x, één y en één z; echter niet bij iedere x, y of z is een t-coördinaat te vinden.
Tenslotte nog een paar woorden over de zienswijze van de moderne fysica. Men praat hierin over een tijd-ruimte met zuiver mathematische dimensies. Gebeurtenissen worden beschreven aan de hand van mathematische vergelijkingen, die op zich los staan van onze ervaringen met het begrip tijd. Het voert hier wat te ver om daarop uitgebreid in te gaan, maar ook dan is er een fundamenteel mathematisch verschil tussen ruimtelijke dimensies en een tijdsdimensie.
