Флатландия и Высшие Измерения: Путешествие в Многомерный Мир

Книга Эдвина Эбботта 'Флатландия: многомерный роман' не только увлекательная история, но и глубокое исследование концепции измерений. Главный герой, А. Сквер, живет в двумерном мире, пока встреча с трехмерной Сферой не открывает ему глаза на существование более сложных реальностей. Эта статья погружает нас в мир высших измерений, исследуя, как они могут влиять на наше понимание Вселенной и даже на возможность существования инопланетян.

PM: Книга Эдвина Эбботта "Флатландия: многомерный роман" исследует концепцию физических измерений с помощью персонажей, которые сталкиваются с существами из высших измерений. Главный герой, “А. Сквер” живет в двумерном мире под названием Флатландия. Когда трехмерная “Сфера” посещает его, Сквер понимает, что существует целый мир, который он никогда не мог себе представить. В конце концов, его взаимодействие со Сферой открывает ему возможность существования еще более высоких измерений.

По-прежнему популярная спустя 140 лет, книга демонстрирует восхищение человечества высшими измерениями, а также нашу борьбу за понимание концепции Вселенной, где могут существовать существа из высших измерений, такие как инопланетяне. Давайте внесем ясность: на данный момент инопланетяне, населяющие любое измерение, являются чисто гипотетическими, не говоря уже о четвертом измерении. Но этот факт не помешал ученым и философам исследовать идею о том, на что было бы похоже более высокое измерение. И множество мысленных экспериментов уже расширили наши математические знания о более высоких измерениях, позволив нам концептуализировать четырехмерных существ, взаимодействующих с нашим трехмерным пространством.

Более высокие измерения необходимы в математике как единственный способ понять определенные концепции. Например, теория струн — на данный момент наше лучшее объяснение поведения мельчайших частиц во Вселенной — требует существования более высоких физических измерений. В противном случае поведение вибрирующих “струн”, из которых, по мнению теоретиков, состоят все частицы, не будет работать. Современные физики допускают теоретическую возможность того, что наша вселенная изначально состояла из 11 измерений.

На протяжении многих лет эксперименты и математическое моделирование давали некоторое представление о четырехмерных характеристиках. Например, двумерные эксперименты, проведенные как в США, так и в Европе в 2018 году, показали доказательства существования четырехмерности, поскольку ученые могли делать логические выводы, основываясь на том, как ведут себя электроны при определенном изменении их электрического заряда. Сначала электроны двигались в одном направлении через электропроводящий материал. Когда исследователи приложили магнитное поле перпендикулярно материалу, оно заставило электроны отклоняться либо влево, либо вправо. Электроны, по сути, застряли в двух измерениях. Физики, участвовавшие в эксперименте, экстраполировали, что аналогичный эффект будет наблюдаться в четвертом измерении, и что мы увидим его последствия в нашем привычном третьем измерении.

Другими словами, мы можем видеть свидетельства существования четвертого измерения в нашем собственном мире. Будучи трехмерными существами, мы отбрасываем двумерную тень. Тот же принцип может быть справедлив и для четырехмерных существ, которые могли бы оставить свои следы в нашем мире. Чтобы понять, как это делается, давайте начнем с основной концепции того, как различные измерения соотносятся друг с другом.

Как жители трехмерного мира, мы легко воспринимаем три измерения: высоту (или длину), ширину и глубину. Мы можем перемещаться вверх и вниз, влево и вправо, вперед и назад. И мы знаем нижние измерения. Нулевое измерение - это точка, у которой нет высоты, ширины или глубины. Первое измерение разветвляется, превращаясь в линию, имеющую только длину. Для одномерного существа за пределами этой линии ничего не существует. Двумерные фигуры, подобные персонажам из "Флатландии", - это то, что мы можем нарисовать на бумаге, например квадраты и круги. У них есть как ширина, так и длина, и они также могут перемещаться в этих направлениях. Однако двумерное существо не смогло бы покинуть лист бумаги, на котором оно живет, потому что оно просто не может воспринимать ничего, кроме двух измерений. С добавлением третьего измерения появляется гораздо более насыщенная реальность, потому что теперь фигура может перемещаться вверх и вниз, соскакивая прямо с бумаги. Это форма Вселенной, которую мы знаем и принимаем как должное.

Теперь начинается сложная часть. Чтобы перейти к более высоким измерениям, вы, по сути, создаете прямой угол с предыдущей фигурой: сначала возводите линию в квадрат для второго измерения, а затем в куб, чтобы достичь третьего измерения. Чтобы перейти в четвертое измерение, вам нужно сделать то же самое — сложить куб под прямым углом, превратив его в “гиперкуб”, или тессеракт. Четыре линии соединяют каждую точку, и каждая поверхность представляет собой куб. Иногда физики описывают четвертое измерение как пространство, перпендикулярное кубу. (Все еще чувствуете себя потерянным?) Это описание, хотя и является геометрически точным, не слишком помогает — ни один мозг, настроенный на трехмерный мир, не сможет понять, как на самом деле выглядит тессеракт или другой объект более высокой размерности. Таким образом, теоретически мы не смогли бы воспринять четырехмерное существо с помощью наших органов чувств - если бы они каким—то образом физически не получили доступ к нашей трехмерной реальности.

Как бы мы увидели пришельцев из высших измерений, если бы они вошли в наш трехмерный мир? “Ну, это зависит от того, какая часть 4D-объекта проходит через наше трехмерное пространство”, - объясняет научный обозреватель Тоби Хенди. На своем YouTube-канале Tibees она представляет четкую визуализацию того, каково было бы видеть четырехмерный объект в нашей трехмерной реальности. Предположим, что есть четырехмерный шар, Хенди протягивает руку, и на ней появляется маленький красный клубок пряжи. “Прямо сейчас мы видим маленькую сферу, потому что этот фрагмент находится рядом с краем четырехмерного шара”, - говорит она. Когда шар движется по нашему миру, кажется, что он растет. Когда он выходит за пределы нашего мира, он снова сжимается, а затем исчезает. “Четырехмерный шар все еще существует, но в нашем фрагменте пространства его нет”, - заключает Хенди. С другой стороны, 4D-существо могло бы видеть мяч и точно знать, где он находится, говорит она.

Точно так же пришелец из четвертого измерения может пройти практически незамеченным через “срез” нашей трехмерной вселенной. Появится только его часть, материализующаяся из ниоткуда, а затем мы будем видеть все больше и больше ее частей. Но мы никогда не смогли бы увидеть все это сразу, потому что на самом деле мы не можем увидеть четвертое измерение с помощью наших органов чувств. В конце концов, оно снова превратилось бы в ничто.

Если вы не можете в полной мере осознать это (мы вас не виним), то подумайте об этом так: квадрат во Флатландии не может воспринимать третье измерение. Итак, как бы он воспринял сферу, трехмерный объект, вторгающийся в его двухмерную плоскость существования? Представьте, что вы - квадрат на листе бумаги. Когда сфера опускается на лист перед вами, вы начинаете видеть, как из ниоткуда появляется маленький круг. Это ведущий “срез” сферы, который входит в ваши два измерения. Постепенно, по мере того как сфера продолжает проходить через вашу двумерную плоскость, окружность, которая указывает диаметр тела сферы, становится все больше и больше, пока середина сферы полностью не окажется в вашей плоскости. Затем этот фрагмент сферы сжимается, пока от него ничего не останется. На данный момент сфера полностью покинула пределы вашей двумерной вселенной.

Для нас это означает, что инопланетяне могут быть крупнее, чем кажутся, потому что мы одновременно видим только их трехмерный фрагмент. Примером этого являются игры Miegakure и 4D Miner, в которых вы можете окунуться в четырехмерный мир с помощью нашего понятного трехмерного восприятия. Таким образом, такие объекты, как деревья и холмы, появляются и исчезают, поскольку наше восприятие их меняется по мере того, как мы перемещаемся в трехмерном пространстве. 4D-хищники-“гиперспиды” в 3D Miner особенно опасны, потому что они могут перемещаться по объектам, охотясь на нас. Это потому, что четырехмерный объект может проскальзывать сквозь промежутки, которые мы не можем воспринять или к которым у нас нет доступа.

Как только мы попадаем в более высокие измерения, становится еще труднее представить, на что были бы похожи существа, живущие там, и как они взаимодействовали бы с нашей трехмерной жизнью. Математически вы можете продолжать использовать эти трехмерные итерации и создавать классно выглядящие модели. В конце концов, даже такие модели, как эти четырехмерные фигуры, являются слишком простыми аналогиями сложной реальности, которая нам недоступна.

Итак, что бы о нас подумали четырехмерные инопланетяне, если бы они посетили нашу трехмерную реальность? Теория предполагает, что они могли бы заглянуть внутрь нас. Точно так же, как мы можем видеть множество объектов, разбросанных по двумерной поверхности, все сразу с нашей точки зрения в третьем измерении, четырехмерное существо могло бы видеть всех нас одновременно. Немного жутковато.

Возможно, пока они изучают нас, мы не имеем ни малейшего представления. Исходя из того, что мы знаем о физических измерениях, обнаружить инопланетный космический корабль, появляющийся в нашем пространстве, может быть непросто. Может ли быть так, что если какие-либо наблюдения НЛО действительно связаны с инопланетянами, то это трудно доказать, потому что инопланетяне могут легко ускользнуть в более высокое измерение?

Автор: Манаси Ваг. До прихода в Popular Mechanics Манаси Ваг работала газетным репортером, научным журналистом, техническим обозревателем и компьютерным инженером. Она всегда ищет способы совместить три величайшие радости в своей жизни: науку, путешествия и еду.