А что могло бы быть, если бы в нашем мире было более трех измерений? Как могло бы повлиять «лишнее» дополнительное измерение на течение разных физических процессов? Подойдем к ответу на этот вопрос несколько издалека…
Добавить в моё избранное
9 мин, 45 сек 4664
В наше время в научно-фантастической литературе весьма часто возможно встретиться с почти моментальным преодолением больших космических расстояний при помощи так называемой нуль-транспортировки или перехода через «гиперпространство» или«подпространство» или«надпространство». Что в этом случае имеют в виду писатели-фантасты?
Принято считать, что максимальная скорость, с которой способны перемещаться в пространстве любые реальные тела, является, по теории относительности, скорость света в пустоте, которая равна 300 000 км/сек. При этом практически и эта скорость недостижима! О каких же молниеносных «скачках» через миллионы и сотни миллионов световых лет могут говорить? Разумеется, идея такого рода«переходов» — фантастична. Но в ее основе лежат весьма любопытные физико-математические соображения.
Представьте себе «одномерное существо» — точку, находящееся в одномерном пространстве, то есть на прямой линии. В этом«тесном» мире имеется лишь одно измерение — длина и лишь два возможных направления движений — вперед и назад.
У воображаемого двумерного существа — «плоскатика» — возможностей уже значительно больше. Они способны перемещаться в двух измерениях: в их мире кроме длины есть еще и ширина. Но они точно так же не могут выходить в третье измерение, как и существа-точки не могут«выпрыгивать» за пределы своей прямой линии. Одномерные и двумерные обитатели в принципе способны прийти к теоретическому выводу о вероятности существования большего количества измерений, чем в их мирах, но пути в последующие измерения для них практически закрыты!
По обе стороны от плоскости находится трехмерное пространство, в нем обитаем мы — трехмерные существа, которые не видны для двумерных жителей, заключенным в свой плоский мир: ведь даже видеть они способны лишь в пределах своего пространства. С трехмерным миром и его обитателями двумерные существа смогли бы практически столкнуться лишь в том случае, если бы какой-то человек, например, проткнул их плоскость гвоздем или иголкой. Но и тогда двумерное существо могло бы наблюдать только двумерную область пересечения плоскости и гвоздя. Навряд ли этого было хватило, чтобы сделать какие-то заключения о «потустороннем» с точки зрения двумерного жителя, трехмерном пространстве и его«загадочных» обитателях.
Однако точно такие же рассуждения возможно отнести и к нашему трехмерному пространству, если бы оно было заключено в более «обширном» четырехмерном пространстве, подобно тому как двумерная плоскость заключена в нем самом.
Но попытаемся вначале выяснить, что вообще представляет из себя четырехмерное пространство. В нашем трехмерном мире, как это уже было отмечено выше, существует три взаимно перпендикулярных направления — длина, ширина и высота — три взаимно перпендикулярные оси координат. Если бы к этим трем направлениям возможно было добавить четвертое, также перпендикулярное к каждому из них, то мы получили бы пространство, обладающее четырьмя измерениями — четырехмерный мир!
С точки зрения математической логики наши рассуждения о построении четырехмерного пространства совершенно безукоризненны. Но сами по себе они еще ничего не доказывают, потому как логическая непротиворечивость не является доказательством «существования» в физическом смысле. Такое доказательство может дать лишь опыт. А опыт свидетельствует о том, что в нашем пространстве через одну точку можно провести только три взаимно перпендикулярные прямые линии.
Обратимся еще раз к помощи «плоскатиков». Для них третье измерение, в которое они не могут выйти, все равно, что для нас четвертое. Но между воображаемыми плоскими существами и нами, обитателями трехмерного мира, есть существенное различие. В то время как плоскость является двумерной частью реально существующего трехмерного мира, все имеющиеся в нашем распоряжении научные данные убедительно свидетельствуют о том, что пространство, в котором живем мы, — геометрически трехмерно и не является частью какого-либо четырехмерного мира! Если бы такой четырехмерный мир в действительности существовал, то в нашем трехмерном мире могли бы происходить довольно странные события и явления.
Возвратимся опять к двумерному, «плоскому» миру. Хотя его обитатели и не способны«выходить» за пределы своей плоскости, все же, благодаря наличию внешнего трехмерного мира, в принципе возможно представить себе некоторые явления, предполагающие выход в третье измерение. Это обстоятельство делает возможными такие процессы, которые в самом по себе двумерном пространстве происходить бы не смогли. Представим себе, к примеру, нарисованный в плоскости циферблат часов. Каким бы образом мы ни вращали и ни перемещали этот циферблат, оставаясь в плоскости, у нас никогда не получится изменить расположение цифр таким образом, чтобы они следовали друг за другом в направлении против часовой стрелки. Этого возможно достичь, только«изъяв» циферблат из плоскости в трехмерное пространство, перевернув его, а потом опять возвратив в плоскость.
Принято считать, что максимальная скорость, с которой способны перемещаться в пространстве любые реальные тела, является, по теории относительности, скорость света в пустоте, которая равна 300 000 км/сек. При этом практически и эта скорость недостижима! О каких же молниеносных «скачках» через миллионы и сотни миллионов световых лет могут говорить? Разумеется, идея такого рода«переходов» — фантастична. Но в ее основе лежат весьма любопытные физико-математические соображения.
Представьте себе «одномерное существо» — точку, находящееся в одномерном пространстве, то есть на прямой линии. В этом«тесном» мире имеется лишь одно измерение — длина и лишь два возможных направления движений — вперед и назад.
У воображаемого двумерного существа — «плоскатика» — возможностей уже значительно больше. Они способны перемещаться в двух измерениях: в их мире кроме длины есть еще и ширина. Но они точно так же не могут выходить в третье измерение, как и существа-точки не могут«выпрыгивать» за пределы своей прямой линии. Одномерные и двумерные обитатели в принципе способны прийти к теоретическому выводу о вероятности существования большего количества измерений, чем в их мирах, но пути в последующие измерения для них практически закрыты!
По обе стороны от плоскости находится трехмерное пространство, в нем обитаем мы — трехмерные существа, которые не видны для двумерных жителей, заключенным в свой плоский мир: ведь даже видеть они способны лишь в пределах своего пространства. С трехмерным миром и его обитателями двумерные существа смогли бы практически столкнуться лишь в том случае, если бы какой-то человек, например, проткнул их плоскость гвоздем или иголкой. Но и тогда двумерное существо могло бы наблюдать только двумерную область пересечения плоскости и гвоздя. Навряд ли этого было хватило, чтобы сделать какие-то заключения о «потустороннем» с точки зрения двумерного жителя, трехмерном пространстве и его«загадочных» обитателях.
Однако точно такие же рассуждения возможно отнести и к нашему трехмерному пространству, если бы оно было заключено в более «обширном» четырехмерном пространстве, подобно тому как двумерная плоскость заключена в нем самом.
Но попытаемся вначале выяснить, что вообще представляет из себя четырехмерное пространство. В нашем трехмерном мире, как это уже было отмечено выше, существует три взаимно перпендикулярных направления — длина, ширина и высота — три взаимно перпендикулярные оси координат. Если бы к этим трем направлениям возможно было добавить четвертое, также перпендикулярное к каждому из них, то мы получили бы пространство, обладающее четырьмя измерениями — четырехмерный мир!
С точки зрения математической логики наши рассуждения о построении четырехмерного пространства совершенно безукоризненны. Но сами по себе они еще ничего не доказывают, потому как логическая непротиворечивость не является доказательством «существования» в физическом смысле. Такое доказательство может дать лишь опыт. А опыт свидетельствует о том, что в нашем пространстве через одну точку можно провести только три взаимно перпендикулярные прямые линии.
Обратимся еще раз к помощи «плоскатиков». Для них третье измерение, в которое они не могут выйти, все равно, что для нас четвертое. Но между воображаемыми плоскими существами и нами, обитателями трехмерного мира, есть существенное различие. В то время как плоскость является двумерной частью реально существующего трехмерного мира, все имеющиеся в нашем распоряжении научные данные убедительно свидетельствуют о том, что пространство, в котором живем мы, — геометрически трехмерно и не является частью какого-либо четырехмерного мира! Если бы такой четырехмерный мир в действительности существовал, то в нашем трехмерном мире могли бы происходить довольно странные события и явления.
Возвратимся опять к двумерному, «плоскому» миру. Хотя его обитатели и не способны«выходить» за пределы своей плоскости, все же, благодаря наличию внешнего трехмерного мира, в принципе возможно представить себе некоторые явления, предполагающие выход в третье измерение. Это обстоятельство делает возможными такие процессы, которые в самом по себе двумерном пространстве происходить бы не смогли. Представим себе, к примеру, нарисованный в плоскости циферблат часов. Каким бы образом мы ни вращали и ни перемещали этот циферблат, оставаясь в плоскости, у нас никогда не получится изменить расположение цифр таким образом, чтобы они следовали друг за другом в направлении против часовой стрелки. Этого возможно достичь, только«изъяв» циферблат из плоскости в трехмерное пространство, перевернув его, а потом опять возвратив в плоскость.
Страница 1 из 3
