- Перевод
Когда я разговариваю с далёким от физики человеком о возможных дополнительных измерениях пространства, нам неизвестных, то один из самых частых задаваемых мне вопросов - это: «Как вы представляете себе дополнительные измерения? Я могу представить себе только три, и не понимаю, как можно идти дальше; для меня это бессмысленно».
Чем мы, физики, не занимаемся (по крайней мере никто из моих знакомых не утверждал, что занимается этим), так это не представляем себе дополнительные измерения. Мой мозг ограничен точно так же, как ваш, и хотя этот мозг легко создаёт трёхмерное изображение мира, в котором я могу двигаться, я не могу заставить его представить изображение четырёх- или пятимерного мира, как и вы. Моё выживание не зависело от возможности представлять что-либо подобное, так что, возможно, и неудивительно, что мой мозг на это не настроен.
Я вместо этого (и, судя по нашему обмену идеями, большая часть моих коллег тоже) разрабатываю интуицию на основе комбинации из аналогий, трюков с визуализацией и расчётов. Расчёты мы здесь опустим, но многие аналогии и трюки не так уж сложно объяснить.
Размышлениям о дополнительных измерениях можно научиться в два этапа.
- Простой этап - научиться представлять или описывать мир с дополнительными измерениями. Вам уже известно несколько способов для этого, даже если вы это и не осознаёте - и вы можете выучить ещё немного.
- Этап посложнее - научиться тому, как в мире с дополнительными измерениями всё работает. Как работать иглой в четырёх измерениях, а не в трёх; будут ли планеты двигаться по орбитам вокруг Солнца в шести пространственных измерениях; сформируются ли протоны и атомы? Тут вам нужно будет узнать незнакомые трюки, представляя различия между миром с только одним или двумя измерениями и трёхмерным, известным нам, миром, и работая по аналогии.
- Мир с нулём измерений - это точка. О нём сейчас мало что можно сказать, но мы к нему вернёмся.
- Одномерный мир уже довольно интересен.
- В двумерных мирах происходит гораздо больше интересного.
- Важно избежать путаницы между пространственными измерениями и более общего смысла слова «измерение» в обычном языке, а также в математике и статистике.
- И дальше последуют различные примеры дополнительных измерений, с упором на то, что именно значит «дополнительные», и как может быть, что в нашем мире существуют измерения, о которых мы ничего не знаем.
- Также мы рассмотрим, как именно можно обнаружить эти незаметные измерения.
Одномерные миры
Мир с одним пространственным измерением гораздо проще мира с тремя, но и в нём есть кое-что, о чём можно порассуждать. К примеру, существуют несколько видов одномерных миров. У них есть не только определённые общие свойства, но и интересные различия.Для первого примера давайте рассмотрим измерение не как физическое, а как более общее понятие. Это поможет вам во многих смыслах, например, отвлечёт вашу интуицию от естественных заблуждений по поводу того, что такое измерения и как они работают. Давайте поговорим о годовом заработке - сколько денег получает человек за определённый год. Это такое же подходящее для изучения измерение, как и все остальные.
Доходное измерение
Ваш доход за прошлый год - это определённое число в вашей местной валюте. Он может быть положительным или отрицательным, большим или маленьким; его можно представить как точку на линии, как на рис. 1, которую мы будем называть «точкой дохода». Каждая точка на линии представляет возможный доход.Рис. 1: доходная линия бесконечной длины, левая часть которой представляет убытки, правая - доходы.
Что делает годовой доход одномерным свойством, так это (очень грубо говоря) следующее:
Положение в пространстве обозначается одой единицей информации: в нашем случае, доходом.
Также заметьте, что он непрерывен (или практически непрерывен) - если у двух людей разные доходы А и В, мы можем найти третьего, чей доход находится между А и В.
Два этих факта подразумевают, что доход может меняться непрерывно по доходной линии, перемещаясь вправо или влево - либо к более высокому, либо к более низкому доходу. Иных вариантов нет.
Конечно, доходная линия не имеет ничего общего с физическим пространством, в котором мы с вами можем гулять, но это всё равно измерение. И (по крайней мере, в принципе) у него нет окончания ни в одной из сторон: нет (в принципе) ограничений на то, сколько денег человек может заработать или потерять за год. Этот одномерный мир не такой уж и разнообразный, но всё равно мы можем задать о нём несколько осмысленных вопросов:
- Как распределяются в США ежегодные доходы?
- Какой средний годовой доход в Японии?
- Как ответы на эти вопросы меняются со временем?
Радужное измерение
А вот ещё один, совсем другой мир. Единое измерение формируют цвета радуги, от красного, через оранжевый, к жёлтому, оттуда к зелёному, [голубому], синему и к фиолетовому [у англоговорящих людей шесть цветов в радуге, они не выделяют голубой / прим. перев.]. С этой точки зрения цвета формируют одномерный мир конечного размера. За пределами красного или фиолетового цвета есть невидимые формы цветов, но с точки зрения ваших глаз измерение заканчивается на них. Теперь оно представлено не в виде бесконечной линии, но в виде отрезка - «радужной линии» на рис. 2. Просьба не путать его с цветовым колесом - если оно замкнутое, то наше измерение начинается с красного цвета и заканчивается на фиолетовом. И вновь положение на радужной линии определяется одной единицей информации (цветом), и оно непрерывно.
Рис. 2
Это, очевидно, также не измерение физического пространства! Можно бросить мячик из вашего дома в дом вашего соседа, но нельзя представить, как вы бросаете мячик из зелёного в оранжевое - это не имеет смысла. И всё равно это тоже будет измерение. Здесь можно задать множество осмысленных вопросов: как двигается цвет яблока по радужной линии в процессе превращения яблока из зелёного в красное? Сколько в солнечном свете каждого из цветов? Если оранжевая звезда начнёт превращаться в красную, станет ли она сначала жёлтой?
Измерение направления ветра
А вот третий вариант измерения, и опять другой. Если послушать прогноз погоды, то вам скажут, что ветер скоро начнёт дуть с севера, или с северо-запада, или с юго-запада. Возможные направления ветра - это тоже измерение. Обратите внимание, что это не пространственное измерение! В этом измерении нельзя бросить мячик так, как вы бросаете его вверх, влево или вперёд. Это измерение направлений в пространстве!
Рис. 3
Как можно представить это измерение? Для этого есть по меньшей мере два естественных способа, показанных на рис. 3. Один использует отрезок - «эолову линию» (Эол - полубог, властитель воздушных стихий у Древних греков) - но эолова линия отличается от радужной линии своей периодичностью. Направление ветра может меняться с северного на восточное, потом на южное, потом на западное, и потом опять на северное, непрерывно. И в нашем представлении линию можно разрезать где угодно - сравните две линии наверху рис. 3, которые одинаково хорошо представляют эолову линию. Суть в том, что ветер может переходить с правого конца линии сразу на левый конец, и наоборот, поэтому всё равно, где её разрезать. Или, возможно, легче всего представлять эту периодическую линию в виде круга. Именно это мы и делаем с компасом или флюгером!
Три разных одномерных мира
И вот вам одномерные миры. Посмотрите, насколько они богаты деталями! Разные размеры, разные свойства. На линии дохода доход может расти или уменьшаться вечно. На радужной линии ваши глаза могут перемещаться только до фиолетового, или же в другую сторону, только до красного. А на эоловой линии ветер может совершать полный круг сколько угодно - но при этом он всё время будет возвращаться на одно из направлений.Эти разновидности одномерных миров - бесконечный, конечный, и конечно-периодический, представленные бесконечной линией, отрезком и кругом - базовые ингредиенты для понимания миров высших измерений. Я буду обращаться к ним ещё не раз. На рис. 4 представлены они, а также и четвёртый тип, простирающийся бесконечно только в одном направлении. Примером такого измерения может быть температура: она может быть сколь угодно большой, но существует минимально возможная температура - абсолютный ноль - поэтому температура образует линию, начинающуюся в абсолютном нуле и идущую оттуда вверх, но не вниз.
Рис. 4
Как изображать измерения, пространственные и прочие
Я вскользь упоминал или использовал несколько разных методов представления измерений. Доход можно представлять числом или бесконечной линией. Видимую радугу можно представить как отрезок, или как цвет, а также использовать число - длину волны фотонов, соответствующую определённому цвету. Направление ветра можно представлять кругом, или отрезком, чей левый конец соединён с правым - или словами типа север, восток, юг, запад - ила числом, определяющим направление в градусах, идущим от 0 до 360 и обратно на 0. То, что мы можем представлять одно измерение множеством разных способов даёт нам огромную гибкость для тренировки интуитивной работы с дополнительными измерениями.Для иллюстрации этих видов измерений я выбрал понятия, никак не связанные с физическим пространством - доход, цвет радуги, направление ветра - чтобы показать, что пространственные измерения представляют собой конкретные примеры более общей концепции измерения. Понимание этого факта сильно облегчает попытки представить миры с количеством измерений более трёх. Помните, я упоминал две части процесса обучения мышлению о дополнительных измерениях? Во-первых, научитесь их представлять; во-вторых, поймите, как в них всё устроено и работает. У пространственных измерений есть особенности, связанные с тем, как некоторые вещи в них работают, но не с их представлением.
Пространственные миры с одним эффективным измерением
Учитывая всё это, рассмотрим регулярно встречаемые нами пространственные миры с одним эффективным измерением. Или, точнее, такие ситуации, в которых определённый аспект нашего мира ведёт себя так, как будто у пространства есть только одно измерение. Тогда мы говорим, что мир для определённых участников или объектов становится эффективно одномерным.
Рис. 5
Представьте себе канатоходца, балансирующего на высоко расположенном канате. Мир канатоходца эффективно одномерный (хотя он, конечно, на самом деле остаётся трёхмерным), поскольку он не способен безопасно двигаться в любом направлении, отличном от справа налево или слева направо. Этот мир похож на радужный мир - он конечен по длине, и когда канатоходец доходит до конца, ему надо развернуться и идти обратно (или сойти с каната, закончив ситуацию, в которой мир становится эффективно одномерным). Что ещё можно сказать? Положение на канате можно определить одной единицей информации (например, расстоянием от левого шеста до канатоходца). Два канатоходца могут встретиться на одной линии, но не пройти мимо друг друга.
Мы можем превратить мир каната в эолову линию, замкнув его в круг (рис. 6). В нём два канатоходца тоже не могли бы пройти мимо друг друга - это основное свойство одномерных миров. И это всё ещё было бы конечное измерение. Но канатоходец в такой ситуации уже мог бы ходить по кругу непрерывно и бесконечно, не останавливаясь.
Рис. 6
Другие известные нам (эффективно) одномерные миры:
- Узкая дорога - одномерный мир для автомобилей;
- Узкая тропа с обрывом - для карабкающегося в гору туриста;
- Этажи высотного здания - для лифта.
В дальнейшем помните: мы живём в кажущемся трёхмерном мире, и всё, что мы встречаем, кажется нам трёхмерным. Но иногда наш трёхмерный мир (точнее, его часть) может вести себя как эффективно одномерный, или двумерный (можете ли вы придумать примеры?) или даже нольмерный! (Каждый, кому не повезло когда-нибудь застрять в пробке, которая никуда не двигается, знает, каков этот мир с нулём измерений!) Эта интуиция позже будет нам очень полезной.
Представить себе другие измерения, помимо трех, в которых мы живём действительно сложно. Но можно. Предлагаю попробовать сделать это.
Для лучшего понимания давайте представим себя в одномерном мире. Нам жителям трехмерного пространства это легко сделать. В одномерном мире, есть только одно измерение. Назвём его «длина». Давайте попробуем почувствовать, как трудно будет представителю одномерного мира проедставить себе, понять и описать простейший пример из нашего трёхмерного мира.
Итак задача: представитель одномерного мира, (одномер) пытается описать и представить себе комнату - в самом простом случае: Четыре стены, дверь, через которую он входит (вползает, так как у него нет ног, это уже другое измерение "высота"), пол и потолок.
Итак, наш одномер входит в двери и отмечает для себя начало (границу) нового мира. Дойдя до стены, он отмечает пройденное растояние. И получает некое представление о комнате в которой он оказался. Понимаете(?), что это представление далеко от истинного? (Это только длинна!). Чтобы получить полное представление о помещении, он должен, подобно электронному лучу, рисующему «картинку» на экране телевизора, строчку за строчкой, промерять длину комнаты от стены до стены. А затем, и это для него будет самым сложным(!), представить себе, свести в единую "плоскую картину" (это уже друхмерное пространство!) результаты промеров длины. Не забывайте, что понятие «ширина» ему неведома! А уж чтобы получить объемное представление, он должен аналогичным образом обследовать и стены, то есть "высоту". А затем вновь попытаться свести воедино все результаты измерений! Понимаете(?!), что это практически непосильная для него задача!
"Плоскатику", воображаемому жителю двухмерного мира, "живущему" в "мире" длинны и ширины, но которому не ведомо понятие "высоты", это сдедать гораздо проще. У него есть "зрительное восприятие", понимание длины и ширины! Но, в отличие от нас нет понимания высоты! Он сам, и весь воспринимаемый им мир - "ПЛОСКИЙ"!
Видимо Вы, наблюдали забавную картину, когда муравей оказавшись на поверхности листа, паникуюет добежав до его края. Шок! Край плоскости! Конец! Разворачивается и бежит назад.
"Одномерцу" и "Плоскатику", сложно представить объёмный мир, и даже кривую поверхность. Аналогия: Посадите муравья, (представителя "Плоскатика") на лист бумаги свернутый кольцом. Постепенно поворачивайте кольцо, чтобы муравей был всё время вверху. Он будет круг за кругом бежать по кольцу, считая, что бежит прямо. Но, мы трёхмерные, четко видим, что он бежит по кольцу (кругу)!.
А теперь представьте, что "Плоскатик" - (житель двухмерного мира) стоит перед закрытой дверью в другую комнату. Ему не видно, кто там и что там! И он этого не узнает пока не откроет дверь! Но, нам трёхмерным, «сверху»(!), всё это прекрасно видно! (Смотрите приведенную картинку плана дома. «Вид сверху»).
Отсюда 1-й вывод: «МИР НИЗШЕГО УРОВНЯ», виден как говорят, «КАК НА ЛАДОНИ».
А теперь попробуем представить следующий, 4-й уровень многомерности.
Для примера, возьмём четырёх угольную пирамиду, и посмотрим на неё со стороны основания. Что мы увидим? Правильно! Квадрат, четырёхугольник! (Вершина нам не видна!). То есть, объёмно, глядя только из одной этой точки, мы её увидеть и правильно оценить не сможем! Нам надо для объемного представления, посмотреть на неё из других точек (зрения), увидеть под другим углом зрения! Глядя только со стороны основания, таким-же квадратом, четырёхугольником, будет выглядеть и усечёная пирамида, и куб и параллелепипед. Но, чтобы сразу «увидеть всю фигуру», нам потребуется «третий глаз»! Глаз, который бы видел эту фигуру с третьей стороны!
А для полноценного представления и этого мало, (вдруг, там есть углудления, отверстия, выемки, изьяны на гранях!). И соответственно и мозг наш, должен был-бы, всё это свести воедино(!), и «увидеть» картинки видимые глазами, как единое целое! Не случайно мы, незнакомую вещь «крутим, вертим», рассматривая со всех сторон. Интерсно отметить, что специалисты изучающие мозг человека, отмечают, что он задействован много менее чем на половину. Может быть он расчитан на МОГОМЕРНОЕ ВОСПРИЯТИЕ МИРА?
Есть выражение, увы, не знаю кому оно принадлежит:
Смотреть на мир умеет разум,
Потому что смертный глаз
В заблужденье вводит нас.
Теперь попробуем перейти к четвёртому измерению. Посмотрите на свою ладонь. А теперь с другой стороны...
Видите или одну или другую сторону... А теперь поставьте ладонь верткально между газ, закрывая поочередно глаза видно и одну и другую сторону! То есть, Вы видите ладонь - ОДНОВРЕМЕННО! Т.Е. ОБЪЁМНО!
А сейчас представьте, что у вас на ладони (на тыльной и внешней стороне) приклеены игральные карты. И что у Вас есть третий глаз, между имеющимися двумя! Вы бы смогли увидеть и рисунок "обложки карт"!
Многомерное видение и подразумевает это. Выражение "Видеть насквозь" не отсюда ли? Это всё равно, что «одномер», который идёт по коридору, но не замечает «боковых» дверей! Для него их нет!!! В его одномерном постранстве!!! У него нет понятия право-лево, есть только одно измерение - прямо!!!
Обычно под четвертым измерением понимают время. Попробуем рассмотреть такую аналогию: Вы скачали фильм, он у Вас хранится в виде файла. Название файла, (комментарии и отзывы о нём, Вам вероятно известны). Но! Но, деталей фильма Вы не знаете! Это похоже на аналогию с четырёхугольной пирамидой. Вроде-бы есть некое представление, но полной объёмной «картины» нет! Вспомните пример, с одномерцем изучающим комнату! Сколько времени и сил и умственного напряжения ему нужно приложить для построения единой картины!
Но, просмотрев фильм, Вы теперь знаете его в деталях, и легко можете при желании найти нужную «сцену» и кадр. И хотя фильм, как и наша жизнь, состоит из отдельных «кадров», с течением времени, это позволяет нам накопить «ЖИЗНЕННЫЙ ОПЫТ», который и ЯВЛЯЕТСЯ ОБЪЕМНЫМ ВИДЕНИЕМ СМЫСЛА ЖИЗНИ, КАЖДОГО ИЗ НАС. Вот и ответ: «ДЛЯ ЧЕГО МЫ ПРОИХОДИМ В ЭТОТ МИР».
Вернусь к приведённой выше цитате, четверостишию:
Посредством глаза, а не глазом
Смотреть на мир умеет разум,
Потому что смертный глаз
В заблужденье вводит нас.
Каким непривычным выглядел бы наш Мир, имея бы мы возможность видеть его не только в видимом нами свете. Но, и в диапозоне радиоволн, инфракрасном и ультафиолетовом свете, альфа, бетта, рентгеновском и гамма излучениях! Да и мало ли ещё каких, не ведомых нам!
В Ведах упоминаютя Леги и Арлеги, жители миров наделённых способностью воспринимать множество измерений. Мне кажется в религиозном понимании - это Ангелы Хранители. Им видима суть вещей, на недоступном для нас уровне. Они способны видеть наш мир «изнутри», и даже в будущем. Подобно примеру с картами и фильмом. Точно так-же, как мы можем видеть, из своего трёхмерного мира - воображаемый мир «плоскатиков», рассмотренный на примере плана дома, приведенного на рисунке.
Теперь становиться понятным выражение: Бог не мякишка, ОН ВСЁ ВИДИТ! ...
Вторй вывод: многомерное видение - это видение предмета оновременно с разных сторон, на различном уровне. Видение предмета "изнутри и во времени", в различных диапозонах физического восприятия. Вплоть до элементарного понимания на атомарном уровне, и всех изестных и неизвестных диапозонах электромагнитных излучений.
Итог: не рассчитываю, что все и всё поняли. Но, надеюсь, каплю интереса к данному вопросу добавил.
PS: на ютубе есть много роликов поясняющих понимание многомерности. Это завораживающе интересно.
С уважением,
На пути к преданности
Космология
Онтология и космология
«Онтология», согласно общепринятой терминологии, является областью философии, которая изучает природу бытия. Происхождение вселенной и её космология это вопрос, который касается не только науки, но также философии и в особенности её метафизической ветви, называемой онтологией. Таким образом, онтология в целом имеет дело с изучением бытия.
Космология, с другой стороны, изучает происхождение, эволюцию и судьбу вселенной. Поскольку космология фокусируется на происхождении вселенной, неизбежно возникают трудноразрешимые вопросы. Физика как таковая имеет дело с той частью сущего, которая доступна для непосредственного наблюдения, измерения и математической интерпретации. Но возникновение вселенной вряд ли можно наблюдать непосредственно.
Стивен Хокинг пишет об этом так: «Поскольку события до Большого Взрыва не имеют наблюдаемых следствий, то можно сказать, что время начинается с момента Большого Взрыва. События до Большого Взрыва попросту не определены, поскольку не существует способов оценки этих событий».
Поэтому учёные обычно избегают метафизических аспектов космологии, недоступных для непосредственного наблюдения. Раз события до Большого Взрыва не определены и не поддаются измерениям, то и нет смысла их обсуждать.
Несмотря на попытки Хокинга и компании разработать «Теорию Всего», не существует математической модели, охватывающей космические явления во всей их полноте. Помимо непосредственно наблюдаемых явлений, онтология и космология включают метафизические, а также философские аспекты.
Физики изучают соотношения между пространством и временем. Считается, что пространство имеет три измерения: длина, высота и ширина. Если точку «вытянуть» в пространстве, она становится одномерной линией. Линия «с шириной» это двумерная плоскость. А двумерная плоскость «с высотой» становится трёхмерным кубом. Существование куба стабильно относительно четвёртого измерения, времени.
Физики пытаются решать проблемы бытия, изучая природу трёхмерного пространства, движущегося в четвёртом измерении - времени. Поэтому им интересны вопросы, связанные с материалами, из которых состоят трёхмерные объекты, а также то, как эти объекты движутся в пространственно-временном континууме. В результате мы имеем математические формулы, описывающие такие явления как скорость падающего тела. Подобные формулы помогают нам создавать полезные технологии для жизни. Со времён ранних цивилизаций человечество существенно продвинулось в применении различных математических формул к процессам движения объектов.
В Египте, Индии, Древней Греции люди наблюдали за движением звёзд и планет, изучали геометрические фигуры. Пифагор считал математику мистической наукой, способной раскрывать секреты вселенной. Древние пирамиды строились на основе астрономических наблюдений. По мере прогресса человечества эти математические формулы стали применять для создания военных орудиях. И Леонардо да Винчи, и Галилео Галилей посвятили многие часы размышлениям об устройстве траекторий полета снарядов. Таким образом они способствовали развитию баллистики.
Законы Ньютона позволили существенно продвинуться в понимании природы различных явлений. Однако в 20-м веке стало ясно, что ньютоновская механика не способна объяснить движение субатомарных частиц, а также движение удалённых планет. Эйнштейн, Нильс Бор, Гейзенберг разработали модель неньютоновой реальности. Появились квантовая физика, теория относительности.
Но ни одна из этих теорий не даёт объяснения природы реальности за пределами мира объектов, подчиняющихся законам физики. Эйнштейн настаивал на том, что реальность не трёхмерна. Он считал, что при изучении реальности необходимо включить четвёртое измерение - время.
Разум: 5-е измерение?
Но физическая наука намеренно игнорирует явления, не поддающиеся математическому описанию. С другой стороны, в универсальной философии всех древних традиций издавна признавалось наличие более чем четырёх измерений.
Что можно сказать об уме?
Существует ли мир в нашем уме или, наоборот, ум есть порождение материального мира? Физики отвергают саму постановку такого вопроса. Если мир существует в уме, то реальность субъективна. Смысл слов «субъективный» и «объективный» довольно сложен и не всегда понятен обычным людям. Это язык философии, предназначенный для представителей учёной элиты, живущих в замках из слоновой кости. Но смотрите: если вы субъект, то мир - объект, объект вашего восприятия с помощью зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса. Все эти виды восприятия осуществляются в уме. Ученые-когнитивисты скажут, что всё это происходит в мозге. Но находится ли ум в мозге или мозг существует в нашем уме? Нам советуют не задаваться подобными вопросами. Вопросы существования ума - табу для университетской науки.
В соответствии с учением философской школы логического позитивизма, мы должны принимать только то, что может быть доказано. Но реальность ума недоказуема: его математической модели не существует. Миллионы специалистов в области информационных технологий, начиная с 1980-х годов, используя мощные суперкомпьютеры, интенсивно трудились над созданием работающей модели искусственного интеллекта. Рэймонд Курцвайль, изобретатель систем оптического распознавания текста и распознавания речи, считает, что грядёт эра сингулярности, в которой компьютеры окажутся значительнее эффективнее человека. Тем не менее, функционирование ума до сих пор не поддаётся математической интерпретации. В то же время, блестящие интеллектуалы отрицают само существование ума.
Считается, что идеализм Беркли был опровергнут давным-давно человеком, который пнул ногой стул и сказал: «Таким образом я опровергаю Беркли». Но где тот человек? И где тот стул? Опровергатель и его стул давно исчезли, а идеи Беркли по-прежнему вызывают дебаты. Епископ Беркли задал интригующий вопрос: если мир недоступен для восприятия, как он может существовать? Мир существует лишь постольку, поскольку он доступен в ощущениях. Если нет восприятия, то нет и бытия. Это считается крайностью. Однако квантовые физики, изучая поведение субатомарных частиц, обнаружили, что наличие наблюдателя влияет на реальность. Возможно, пришло время обратить внимание на ментальную вселенную. Является ли ум ещё одним измерением? С точки зрения онтологии, невозможно исключить ум как измерение реальности.
Существуют ли другие измерения реальности?
Итак, длина, ширина и высота дают нам три измерения. Добавляя время, получаем ещё одно измерение. Ментальная реальность составляет пятое измерение. И когнитивная наука, или интеллект может считаться шестым измерением. Наконец, ментальная реальность и когнитивная реальность, на самом деле являются аспектами более высокого измерения: сознания. Таким образом, истинная онтология должна рассматривать не только пространство и время. Онтология должна также рассматривать природу ума, интеллекта и сознания.
К сожалению, академическая наука намеренно избегает любых экспериментов «с привкусом» метафизики. Не существует математической модели сознания. Различные силы и энергии, действующие на уровне субатомарных частиц, с трудом поддаются изучению. Зачем же браться за проблемы, не имеющие объяснений?
Физики занимаются изучением соотношений между материей и энергией, природы различных сил, скоростей движущихся объектов.
Но так ли уж просто описать некий физический объект? Возьмём к примеру бейсбол. Если вы знаете, где стоит питчер и с какой скоростью он бросает мяч, вы можете точно сказать, когда мяч достигнет перчатки кетчера. Верно? Всё это объяснял мне мой преподаватель физики в старших классах. Разумеется, вовсе недостаточно знать, что питчер бросает мяч со скоростью 90 миль в час и что он находится на расстоянии 90 футов от кетчера. Нужно ещё принять в расчёт высоту горки, на которой стоит питчер. Далее, есть ещё гравитация. Гравитация влияет на направление скорости по мере движения мяча, выпущенного Сэнди Куфаксом. Воздух обладает массой. Мяч, двигаясь сквозь воздух, будет испытывать трение. Нужна математическая формула. Но, даже если мы аккуратно учтём все переменные, входящие в уравнение движения мяча, есть другая проблема. Земля движется сквозь пространство и время. И, как мы знаем из теории Эйнштейна, пространство и время относительны. Если вы можете идеальным образом вычислить скорость бейсбольного мяча, то сможете предсказать результат. Но - где находится Земля? Каково положение кетчера в абсолютных измерениях?
Ещё одна проблема - время. Существует ли время? Или это лишь относительная абстрактная сущность, сконструированная людьми для объяснения различных аспектов их физической реальности? Проблема заключается в том, что, даже если вы можете отделить физическую реальность от сознания, трудно дать абсолютное доказательство даже такого сугубо объективного явления, как бросок бейсбольного мяча. Такая неопределённость крайне усложняет жизнь учёным.
Приложением исследований реальности на физическом уровне обычно становится та или иная технология. Но задумайтесь: всегда ли технологии действительно работают? На самом деле последствия технического прогресса зачастую наносят вред как человеку, так и планете. Поэтому, хотя метафизические рассуждения могут нервировать нас или, наоборот, успокаивать, всё же имеет смысл поразмышлять над онтологией.
Автор полностью согласен с замечанием В. Александрова и считает, что он очень правильно обратил внимание на некоторый аспект одного из фундаментальных вопросов современной теоретической физики. Однако законы научной популяризации не всегда позволяют точно и строго описывать современные теории пространства-времени. Это подтверждает творчество таких выдающихся учёных, как Хокинг, Каку, Грин, Вилснкин.
Поэтому, если не считать простодушно, что многомерное физическое пространство получается увеличен нем количества школьных декартовых координат, как это часто встречается в литературе, то нам потребуется целый рассказ о том, «откуда взялись» дополнительные измерения и как они используются в современной физике.
Тайна завещания Эйнштейна
Существует легенда, будто бы незадолго до того, как уйти в иной мир со словами: «ну, теперь-то я узнаю, как это все устроено», великому физику Альберту Эйнштейну удалось объединить в одной формуле все известные физические поля. Свои выкладки гений записал в простую школьную тетрадку, которую озаглавил «Единая теория поля». Гениальный создатель новой физики много думал над дальнейшей судьбой своего эпохального открытия и, в конце концов, решил, что человечество ещё не готово к управлению пространством-временем и путешествию по иным измерениям…
Слухи о «Завещании Эйнштейна» распространились сразу же после его смерти, причем до сих пор непонятны их источники. Возможно, это связано с неоконченными работами ученого, в которых есть странные пробелы и недосказанности. При этом большинство его биографов уверены, что если «Завещание Эйнштейна» и существовало, то, скорее всего, оно было сожжено и развеяно вместе с его прахом над просторами Атлантики согласно последней воле гения.
Удивительный мир Эйнштейна основан на его теории относительности, связывающей гравитацию с геометрией самого пространства-времени. Это можно представить как эластичную поверхность, в которой все тела образуют воронки разной формы. К примеру, в пространственное углубление нашего светила будут скатываться все тела Солнечной системы, а земная воронка будет содержать Луну, искусственные спутники, все предметы на поверхности и, конечно же, нас с вами.
Грандиозный успех к теории Эйнштейна пришёл после астрономических открытий отклонения лучей света далеких звёзд вблизи Солнца. Много позже астрономы зафиксировали и удивительные космические гравитационные линзы. Так решилась интригующая загадка кратных изображении очень далёких квазизвёздных объектов - квазаров. Более близкие галактики искажают их изображение своей «рябью пространства-времени», вызывая появление таких причудливых фигур, как знаменитый «крест Эйнштейна».
Но и на этом чудеса мира Эйнштейна не исчерпываются. Теория относительности объясняет, как попасть в иные измерения!
Для этого придётся нырнуть в бездонные провалы космоса у знаменитых чёрных дыр. И, хотя учёные до сих нор спорят, что же находится внутри подобных «гравитационных коллапсаров», где материя как бы проваливается «внутрь самой себя», сам Эйнштейн вместе со своим коллегой Натаном Розеном уверенно предсказал, что именно там скрывается реальный путь в иные измерения. Им удалось построить своеобразные математические переходы между точками «прокола» пространства-времени. «Мостики Эйнштейна Розена» могут соединять очень далекие части видимой вселенной Метагалактики, хотя тут и непонятны многие детали.
Сегодня физиков уже не удивишь новыми моделями «червоточин» и «кротовых нор», ведущих, согласно теории гравитации Эйнштейна, в неизведанное из сердцевины чёрных дыр. С другой стороны и сама теория относительности постоянно развивается. Может быть, вскоре теоретикам и удастся объединить электромагнетизм с гравитацией, воплотив главную мечту великого учёного. Па этом пути много надежд связывается с дальнейшим развитием теории Эйнштейна супергравитацией, объединяющей несопоставимое микро- и макромир.
Грубо говоря, суть супергравитации и состоит в наличии дополнительных измерений в 11-мерном пространстве-времени. Тут открывается необозримый простор для физико-математических фантазий. Ведь, как уже рассказывалось, теоретически можно встретить и миры-частицы, и целые вселенные, «упакованные» в иные измерения.
Автор вполне представляет возмущение многих своих коллег, прочитавших последние строки. К глубочайшему сожалению, более или менее строго рассказать о новых теориях пространства-времени в одной статье никак не возможно. Ведь математический аппарат теории групп чрезвычайно труден для популяризации.
Впрочем, не надо терять надежду: теория относительности тоже когда-то считалась труднейшим математическим построением, а сегодня её успешно изучают в школе.
Загадка скрытых измерений
Строя современные теории иных пространств и измерений, физикитеоретики как-то раз встретились с очень странным результатом, опубликованным ещё в начале 20-х гг. прошлого века профессором Кенигсберге ко го университета Теодором Калуцей.
Этот польско-немецкий физик с самого начала оценил глубокий потенциал, заложенный в теории относительности, и на её основе создал ряд оригинальных геометрических конструкций для различных физических нолей. На следующем этапе он смело решил объединить геометрию гравитации и электромагнетизма. В конечном итоге, Калуце удалось неожиданно получить необычно искривленное пятимерное пространство-время, включающее и тяготение, и электромагнитное поле Максвелла.
Долгое время современники рассматривали построения Калуцы всего лишь как математическую головоломку, не имеющую аналога в физическом мире. В 1926 г. за разработку теории Калуцы взялся шведский физик и математик Оскар Клейн, после чего она стала известна как теория Калуцы - Клейна.
Эта полузабытая работа в свое время очень заинтересовала Эйнштейна, подтолкнув его к делу всей последующей жизни — поиску Единой теории поля. К глубокому сожалению, он так и не смог продвинуться по этому пути, поскольку не смог вписать в свои построения существование элементарных частиц. Прошло полстолетия, пока идеи Калуцы не заинтересовали современных создателей Теории Всего (так физики называют единую теорию всех известных частиц и сил). Вот тут и возникла идея реального многомерного пространства, в котором геометрия связывает все существующие физические поля.
Естественно, что тут же возникает очевидный вопрос: а как же проявляются дополнительные пространственные измерения в окружающем Мире? Ответом является один термин — компактификация. Это означает, что каждое «лишнее» измерение сверх трех известных свёрнуто наподобие пружинки на сверхмикроскопических масштабах. Тут возникает поразительный «ландшафт» теории струи, где мельчайшие материальные объекты имеют вид не привычных точек, а протяжённых структур. Колеблясь как самые обычные струны, они порождают спектр всех известных элементарных частиц.
Вот так в наш мир входят самые «обычные» многомерные размерности, столь любимые не только физиками-теоретиками, но и писателями-фантастами. Можно ли их как-то увидеть? Или хотя бы косвенно почувствовать присутствие этих глубин микрокосмоса?
Расчёты показывают, что для этого требуются совершенно невообразимые энергии, а ускоритель частиц для изучения этой проблемы займёт всю Солнечную систему. Однако учёные не унывают и ищут всё новые пути в многомерное пространство. Это могут быть и какие-то ещё не известные космические явления, и новые эффекты на следующем поколении БАКа…
Ветви метавселенных
Теоретические конструкции многомерных миров стали привычны в кругу математиков еще в 20-х гг. ушедшего века, однако физики с самого начала относились к ним с большим предубеждением. Ведь достаточно добавить одно лишнее измерение, и планеты начнут срываться со своих орбит, а материя станет нестабильной, рассыпаясь на отдельные атомы. Всё это замечательно описано в книге видного научного историка и популяризатора Г.Е. Горелика, которая так и называется «Почему пространство трёхмерно?». Множество блестящих художественно-популярных иллюстраций из мира многих измерений можно найти и у математика М. Гарднера. Эти книги не только глубоко научно анализируют размерность нашего Мира, но и рассматривают альтернативные варианты, в которых не нашлось бы места нс только человеку, по и вообще белковой жизни.
Однако гораздо чаще встречаются произведения, в которых многомерные миры практически ничем не отличаются от нашей четырехмерной Вселенной, только содержат большее число координат. По этому поводу выдающийся американский физик, нобелевский лауреат Стивен Вайнберг как-то заметил, что это напоминает позицию уфологов, которые в подавляющем большинстве уверены, что в контакте с инопланетянами мы обязательно столкнёмся если и не зелёными человечками из летающих тарелочек, то уж наверняка с чем-то похожим на жуков или осьминогов.
С размерностью нашей Вселенной связана и ещё одна давняя проблема, рассматриваемая ещё с античных времён: из каких минимальных частиц состоит пространство и время? Мельчайшие ячейки пространства-времени можно встретить и в теориях квантовой супергравитации, и в суперструнных моделях. Все они располагаются в пространстве иных измерении, чем-то напоминающем полотнище ткани, сотканное из струнных волокон. При этом теоретики заранее благоразумно оговаривают, что эти чрезвычайно малые объекты являются принципиально не наблюдаемые и могут только как-то проявлять себя при сверхвысоких энергиях.
Ведущий суперструнный теоретик Хуан Малдасеиа недавно афористично заметил, что современные физики живут в предвкушении чуда, когда какой-нибудь неожиданный эксперимент иди даже космическое наблюдение подтвердит, что скелет Мироздания содержит дополнительные кости невидимых размерностей.
В этом случае нам следует только запастись терпением…
Загадки пространства-времени
Надо заметить, журналисты и писатели давно уже заметили неразбериху, царящую в теориях физиков. Так, распространённым мнением в литературной околонаучной среде является то, что любые мыслимые чудеса и превращения являются делом рук пришельцев из других измерений. Ещё дальше заходят современные маги и экстрасенсы. Всерьёз считающие, что их паранормальные фокусы объясняются пространством иной реальности. Вполне естественно, что и самая «модная» теоретическая концепция множественного Мироздания — Мультиверс тесно связана с многомерными вариантами обобщения суперструн в т.п. «М-теории».
Идея существования других измерений и параллельных миров далеко уж не нова. На эту тему имеется много разной информации, где авторы в своих статьях пытаются ответить, пожалуй, на ряд основных вопросов: существуют ли другие измерения? кто там живет? и можно ли туда попасть? Понятно, что сегодня уже никто не сомневается в их существовании. Даже видные ученые, не исключают возможности того, что другие измерения реальны. Однако, как бы много не писалось и не объяснялось, нужно признать тот факт, что в действительности о них мы толком ничего не знаем. До сих пор между учеными ведутся споры, сколько же на самом деле существует измерений. Приводятся разные цифры: 8, 16 и даже 32. Не могут прийти к единому мнению и по вопросу нашего ближайшего “соседа” — 4-х мерного измерения. Одни утверждают, что уже начиная с него, одной из определяющих это измерение является время. Другие, сопоставляя с аналогом нашего 3-х мерного мира, считают, что помимо длины, ширины и высоты, в 4-х мерном мире присутствует определяющая величина не время, а просто некая неизвестная нам составляющая.
Конечно, о параллельных мирах получено больше информации и преимущественно потому, что все они находятся в родном нам 3-х мерном измерении. К тому же люди, посещавшие эти миры (на этот счет есть множество историй и доказательств) также внесли определенную лепту.
Другое дело обстоит с другими измерениями (многомерными мирами), которые крайне сложны для нашего понимания. Здесь нет ни одного свидетеля, побывавшего там, (хотя, пожалуй, есть, но об этом чуть позже) чтобы донести до нас хоть какую-то информацию. Понятно, кто бы там не жил, они намного превосходят нас в умственном развитии. А если учесть, что начиная с 4-го измерения (?) и выше присутствует временная составляющая, то это значит, что им подвластно время.
Это все равно, что сравнивать людей с существами, живущими во втором измерении, или как их еще называют – “плоскарями” (от слова плоскость). Они даже не подозревают о существовании такого понятия как высота и как следствие, не могут описать наше пространство. Для нас же плоскость, это обычное явление. Мы постоянно сталкиваемся с ней в повседневной жизни. Вычислить периметр, площадь, найти координаты точки и так далее не представляет сложности даже для обычного школьника, тогда как понять многомерные миры пока нам не под силу.
А существует ли связь между всеми этими мирами? Возможно и существует. Разберем один элементарный пример. Как уже было отмечено, существам, живущим во 2-ом измерении не под силу понять наш трехмерный мир. Представьте, что вы проткнули их 2-х мерный мир (лист бумаги) обычным карандашом. Что в этом случае увидит житель плоского мира? А увидит он из ничего появившуюся дыру в его 2-х мерном пространстве, тогда как карандаш для них останется невидим.
В нашем пространстве так же хватает подобных загадок. К примеру, взять шаровую молнию, которая так же появляется ниоткуда и исчезает в никуда. Другой пример – черная дыра, которая как пылесос засасывает в себя все то, что находится в ее зоне досягаемости. Не правда ли, данный пример похож на пример с карандашом? Поэтому можно предположить, что это и ряд других загадочных явлений, возможно, действительно как-то связаны с другими измерениями.
Так смогут ли люди посещать эти миры? Теоретически возможно попасть в любое существующее измерение отличное от нашего, за исключением двухмерного. Логика диктует, что в мире большего “пространства” всегда найдется место для меньшего. Эту мысль можно выразить другими словами: чем больше дверь, тем легче в нее войти и выйти и такое уже имело место. Речь идет о нашумевшем Филадельфийском эксперименте, в котором фигурируют имена гениальных ученых Альберта Эйнштейна и Николы Теслы. Тогда с участием эсминца “Элдридж” было решено провести крайне необычный эксперимент, который заключался в создании “корабля-невидимки”, окутав корабль в электромагнитный “кокон”. Но что-то пошло не так и ”Элдридж” вместо того, чтобы просто скрыться от всевидящих лучей радара, как предполагают исследователи, во время своего исчезновения побывал в другом измерении.
Последствия эксперимента были ужасными: на эсминце не хватало частей его корпуса, а с его командой случилась настоящая трагедия. Многие из них получили ожоги неизвестного происхождения. Остальные либо погибли, либо сошли с ума.
Но сегодня полученные ожоги объяснить можно мощным СВЧ излучением, а вот причина, по котор