Поглед към по-високите измерения
От Мичио Каку

Съществуват ли по-високите измерения? Има ли невиждани светове отвъд нашия поглед, отвъд нормалните закони на физиката? Въпреки, че по-високите измерения са били от историческа гледна точка царството на шарлатаните, мистиците, и писателите на научна фантастика, много сериозни теоретични физизи сега вярват че по-високите измерения не само съществуват, но също могат да обяснят някои от най дълбоките тайни на природата. Въпреки, че предупреждаваме, че все още няма експериментално доказателство за по-високите измерения, по принцип те могат да решат крайния проблем във физиката: финалната унификация на цялото физично знание на фундаментално ниво.

Интересът ми към по-високите измерения се породи в ранното ми детство. Един от най-щастливите ми спомени беше, когато се навеждах над езерцето в известната Японска Чайна Градина в Сан Франциско, очарован от удивително оцветения шаран плуващ бавно под водните лилии.  По време на тези спомени, се запитах един глупав въпрос, който само дете може да си го зададе: как би изглеждал света през очите на шарана в езерцето? Прекарващи целия си живот на дъното на езерцето, шарана ще вярва, че тяхната “вселена” се състои от вода и водни лилии; те едва едва ще предполагат, че някакъв чужд свят може да съществува над повърхността. Моят свят ще е отвъд техните възприятия. Аз бях интригуван, че мога да стоя буквално на сантиметтри от шарана, и въпреки това да сме разделени от огромна бездна. И заключих, че ако има някакви “учени” сред шарана, те ще се подиграват на всяка риба, която заяви, че съществува паралелен свят точно над лилиите. Невиждан свят над езерцето не звучи научно обосновано. Веднъж се замислих, какво ли ще стане ако се пресегна долу и хвана един от учените “шарани” и го изтегля извън езерцето. Чудех се как ли ще изглежда това от гледна точка на шарана? Изумения шаран “учен” би разказал удивителна история, че някакси е повдигнат от вселената (езерцето) и е захвърлен в мистериозен свят, друго измерение с ослепителни светлини и странно-оформени обекти, които не са виждани от нито един шаран. Най-странното от всичко би било масивното същество отговорно за това престъпление, което изобщо не прилича на риба. Шокиращото ще е, че то няма да има изобщо перки, но въпреки това ще може да се движи и без тях. Очевидно, познатите закони на физиката няма да важат в този странен свят!

Теория на всичко

Понякога вярвам, че ние сме като шаран живеещ постоянно на дъното на това езерце; ние живеем живота си блажено, без да подозираме за други светове, които могат да съществуват с нас, смеейки се на каквото и да е било предложение за паралелни вселени.Всичко това се промени драматично през последните години. Теорията за по-високо измерения космос сега може да се окаже главното парче в отключването на тайната за произхода на вселената. В центъра на тази концептуална революция е идеята, че нашата позната триизмерно пространство е “много малко” за да обясни безбройните сили управляващи нашата вселена. За да обяснението на нашия физически свят, с всичките му безкрайни варианти на форми, се нуждаем от цели библиотеки заляти с планини от технически журнали и купчини с научени книги. Някои вярват, че крайната цел на физиката е да придобие едно единствено уравнение или израз, от който може да произтекат всички тези колосални обеми информация. Днес, много физици вярват, че са намерили “единната теория на полетата”, която се е изплъзвала на Айнщайн през последните години от живота му. Въпреки, че теорията на по-високо измерното пространство не е доказана (и, ще видим, че е много скъпа за експериментално доказване), почти 5000 статии, при последното преброяване, са били публикувани във физичната литература, засягащи теориите за по-високите измерения, започвайки с пионерните трудове на Теодор Калуза и Оскар Клайн през 20-те и 30-те години на 20-ти век, минавайки през супергравитационната теория през 70-те, и най-накрая стигайки до суперструнната теория през 80-те и 90-те. В действителност, суперструнната теория, която постулира, че материята се състои от мънички струни вибриращи в хиперпространството, предсказва точния брой на измеренията на пространството и времето: 10.

Защо не можем да видим четвъртото измерение?

За да разберем тези по-високи измерения, спомняме си, че ни трябват три числа за да локализираме всеки обект във Вселената, от върха на носа ви до краищата на света. Например, ако искате да се срещнете с приятели в Манхатън, ще им кажете да се срещнете в сградата на ъгъла на 42-ра улица и 5-то авеню, на 37-мия етаж. Нужни са 2 числа за да посочите позицията си на картата, и едно число за да посочите разстоянието над картата. Следователно са ви нужни три числа за да локализирате мястото за вашия обяд. (Ако ние срещнем приятелите си на обяд, тогава са нужни четири числа за определяне на пространството и времето на срещата.)Въпреки това, колкото и да се опитваме, за нашите мозъци е невъзможно да визуализираме четвъртото пространствено измерение. Компютрите обаче, както и се подразбира, нямат проблем работейки в N измерно пространство, но пространствените измерения отвъд познатите ни три, не могат да бъдат осмислени от нашите слаби мозъци. (Причината за този нещастен инцидент трябва да се търси в биологията, отколкото във физиката. Човешката еволюция е сложила награда за това, че можем да визуализираме обектите движещи се в три измерения. Имало е селективна принуда, която е била поставена над хората, които са можели да избегнат зъбите на разярен тигър или бивната на засилил се мамут. Тъй като тигрите не ни атакуват в четвъртото пространствено измерение, просто няма смисъл да развиваме мозък, който има способността да визуализира обекти движещи се в четири измерения.)

Срещайки същество от по-високите измерения

За да разберем някои от затормозяващите съзнанието черти и особености на по-високите измерения, представете си двуизмерен свят, наречен Плоско-свят (след известната новела на Едуин А. Абът), който прилича на плоската повърхност на маса. Ако някой от обитателите на Плоско-свят се загубят, ние можем набързо да сканираме целия Плоско-свят, като поглеждаме директно във всяка къща, и дори в скритите места. Ако някой от обитателите на света се разболее, ние можем директно да влезем вътре в него и да му направим операция, дори без да прорежем кожата му. Ако някой от плоско-святчаните бъде затворен в затвор (което ще представлява кръг около него), ние можем лесно да го дръпнем в третото измерение и да го оставим обратно някъде другаде в Плоско-свят. Ако бъдем по амбициозни и размахаме ръцете си над Плоско-свят, плоско-святчаните биха видели само кръгове от плът, които ще кръжат над тях, постоянно менейки формата си и сливащи се в други кръгове. И накрая, ако захвърлим един от плоско-святчаните в нашия триизмерен свят, той ще вижда само пространствените сечения на нашия свят, т.е. фантасмагория от кръгове, квадрати, и т.н. които постоянно биха менели форма и се сливали. (виж фиг. 1 и 2). Сега си представете, че ние сме “триизмерни плоскосвятчани”, и че сме посетени от по-високоизмерно същество. Ако ние се загубим, по-високоизмерното същество може да сканира нашата цяла вселена наведнъж, директно поглеждайки в най-тайните и скрити места. Ако се разболеем, по-високо измерното същество може да достигне до нашите вътрешности и да ни направи операция дори без да реже кожата ни. Ако сме максимално охранявани, в затвор с максимална сигурност, по-високо измерното същество просто ще ни “издърпа” в по-високо измерение и ще ни остави на някакво друго място. Ако по-високо измерното същество прекара “пръстите си” в нашата вселена, ние ще ги видим като постоянно сливащи се и разделящи се кръгове от плът, които витаят над нас. И накрая, ако ние бъдем издърпани в хиперпространството, ще видим колекция от сфери, балони, и многостени, които ще се появяват изведнъж, постоянно ще менят формата си и цвета си, и след това мистериозно ще изчезват. По-високоизмерните хора обаче, ще имат способности подобни на богове: те ще могат да минават през стените, да изчезват и да се появяват обратно, когато си поискат и да виждат през сградите. Те биха били всезнаещи и всемогъщи. Не е изненадващо, че спекулациите за по-висоните измерения разпалиха огромен литературен интерес пред последните десетилетия.

Мистика и Математика

Фьодор Достоевски, в Братя Карамазови, е създал герой наречен Иван Карамазов, който спекулира относно съществуването на по-високи измерения и не-Евклидова геометрия по-време на дискусия касаеща съществуването на Бог. В Невидимия Човек на Х. Г. Уелс, източника на невидимост на героя е неговата способност да манипулира четвъртото измерение. Оскар Уайлд дори приписва четвъртото измерения в пиесата си Кентървилските Призраци, като земята на призраците.Четвъртото измерение също се появява в литературните творби на Марсел Пруст и Джоузеф Конрад; инспирира някои от музикалните творби на Александър Скрябин, Едгар Вареж, и Джордж Антейл. То вдъхновява такива различни личности като психолога Уилиям Джеймс, литературния герой Гертруд Стейн, и революционера социалист Владимир Ленин. Ленин дори е водил полемика относно N-тото измерение с философа Ернст Мах в неговия материализъм и Емпирико-Критицизъм. Ленин е хвалел Мах, който “е повдигнал много важен и полезен въпрос относно вероятно пространство с n-измерения,” но след това го наел със задачата да настоява, че Царят може да бъде премахнат от престола само в третото измерение.Творците се интересували особено от четвъртото измерение, поради възможностите за откриване на нови закони на перспектива. В Средните Векове, религиозното изкуство е било отличително поради преднамерената си липса на перспектива. Крепосниците, селяните, и кралете са били изобразявани сякаш са плоски, също както децата рисуват хората. Тъй като Бог е бил всемогъщ и следователно е можел да вижда всички части от света еднакво, изкуството трябвало да рефлектира Неговата гледна точка, така че света е бил рисуван двуизмерен. Ренесансовото изкуство е било бунт срещу тази плоска Бого-центрирана перспектива. Широките и разстлани пейзажи, триизмерните хора били рисувани от гледна точка на човешкото око, като линиите на перспективата изчезвали в хоризонта. Ренесансовото изкуство отразявало начина по който човешкото око вижда света, от единичната гледна точка на наблюдателя. С други думи, Ренесансовото изкуство открило третото измерение. С началото на ерата на машините и капитализма, артистичния свят се разбунтувал срещу студения материализъм, който изглежда, че доминирал индустриалното общество. За Кубистите, позитивизма е бил усмирителна риза, която ние ограничила в нещо, което може да се измери в лаборатория, подтискаща плодовете на нашето въображение. Те попитали: Защо изкуството трябва да бъде клинично “реалистично”? Кубистите “възстанали срещу перспективата” и завзели четвъртото измерение, защото то докосвало третото измерение от всички възможни перспективи. Просто казано, Кубисткото изкуство разкрило четвъртото измерение. Картините на Пикасо са блестящ пример, показващи ясно отричане на триизмерната перспектива, като лицата на жените се виждат от различни перспективи едновременно. Вместо една единствена гледна точка, картините на Пикасо показват мултиплицирани перспективи, сякаш са били нарисувани от същество от четвъртото измерение, можещо да види всички перспективи едновременно. Линда Хендерсън, която е историк на изкуството е написала, “четвъртото измерение и не-Евклидовата геометрия се появяват сред най-важните области обединяващи голяма част от модерното изкуство и теория.”