Рауль Ибаньес - Мир математики: т.6 Четвертое измерение. Является ли наш мир тенью другой Вселенной?

Рауль Ибаньес

«Мир математики»

№ 6

«Четвертое измерение

Является ли наш мир тенью другой Вселенной?»

Посвящается моей матери, сильной и позитивной женщине.

А также моей жене Ане и моим детям Айтору и Ванессе.

Предисловие

Нечасто математические теории опускаются с высоких научных сфер до уровня массовой культуры. Если это происходит, то лишь в качестве отдельных или поверхностных модных тенденций. Тем не менее в конце XIX и начале XX века люди были увлечены возможностью существования пространств других размерностей за пределами нашей трехмерной реальности.

При нормальных обстоятельствах эта двойная революция, вызванная открытием неевклидовой геометрии и рождением многомерной дифференциальной геометрии, осталась бы не замеченной широкой общественностью и привлекла бы внимание лишь ученых, понимавших ее важность для будущего математики, науки и техники.

Однако четвертое измерение захватило воображение масс и часто обсуждалось в ряде популярных изданий.

Это повальное увлечение вызвали сами математики, распространяя новые идеи на конференциях, в статьях и книгах, прежде рассчитанных на научное сообщество, а затем и на широкую общественность. Эти идеи вскоре закрепились, как мы не раз увидим на протяжении этой книги.

Ученые использовали четвертое измерение для описания Вселенной. Многомерные пространства оказались очень полезным инструментом. Философы размышляли над концепцией пространства, формы и структуры Вселенной, самого существования человечества. В более общем смысле богословы и религиозные деятели рассматривали четвертое измерение в качестве пути к созданию теорий о Боге, рае и аде, душе, духовности и существовании высшей реальности. Мистики, спиритуалисты, теософы и многие мнимые пророки также описывали картину Вселенной, открывшуюся им через четвертое измерение.

Писатели в своих книгах затрагивали интересные аспекты четвертого измерения, например, как могут выглядеть четырехмерные существа, их сверхъестественные возможности, путешествия во времени, в другие измерения и в параллельные миры.

В мире искусства это означало отрыв от метода перспективы эпохи Возрождения, появление нового языка и пути к доселе невиданной реальности. Поэтому дополнительное измерение открыло много возможностей для широкой общественности: многие люди увлеклись новыми идеями, и даже сейчас некоторые думают, что наши души обитают в четырехмерном пространстве.

Одной из книг, внесших наибольший вклад в распространение идей о четвертом измерении, была «Флатландия» Эдвина Эбботта, продолжающая оставаться хорошей отправной точкой для интересующихся этой математической концепцией. И мы начнем нашу книгу с идей, представленных в этом романе.

Глава 1. Флатландия: роман о четвертом измерении

Я [Квадрат]. Но взяв меня с собой в Страну Трех Измерений, Ваша Светлость показала мне внутренности моих соотечественников в Стране Двух Измерений. Что может быть легче, чем взять вашего покорного слугу во второе путешествие, в благословенную область Четвертого Измерения, откуда я мог бы бросить взгляд на Страну Трех Измерений…

Сфера. Но где находится эта Страна Четырех Измерений?

Я. Не знаю, но моему высокочтимому Наставнику это должно быть известно.

Эдвин Э. Эбботт. Флатландия

«Флатландия: роман о четвертом измерении», без сомнения, является книгой, которая внесла наибольший вклад в распространение и популяризацию идеи четвертого измерения среди математиков, ученых и студентов, а также мыслителей, художников и широкой общественности. Она была опубликована в 1884 г. и до сих пор остается популярной. Книга продолжает вызывать искренний интерес, по-прежнему печатаются новые издания, несмотря на то что текст свободно доступен в интернете.

Это не столько научно-популярная книга, сколько произведение художественной литературы, которое с помощью аналогий знакомит читателя с увлекательным миром четвертого, да и других измерений. Автор предлагает нам в образе двумерного существа исследовать плоский мир, в котором такие существа обитают, чтобы потом подвести нас к идее, что есть миры большей и меньшей размерности — трехмерные и одномерные. Это позволяет читателю ощутить всю сложность представления реальности с большим количеством измерений, чем те, что воспринимаются нашими чувствами. В то же время это также доказывает, что такие невоспринимаемые размерности вполне могут существовать. Автор предлагает мысленный эксперимент, который поможет нам представить четвертое измерение, существующее вне нашего трехмерного мира. У некоторых людей, прочитавших книгу, остается впечатление, что это просто околоматематический роман. Однако «Флатландия» — это нечто большее. Это социальная сатира викторианской Англии — той эпохи, в которую жил автор, поэтому он использовал метафоры для обсуждения интересовавших его богословских вопросов.

Обложка первого издания «Флатландии».

Центральная идея книги, объединяющая множество математических, социальных и богословских вопросов, заключается в том, чтобы читатели попытались разорвать цепи ограниченного восприятия реальности и открыли свой разум новым формам, новым идеям и новому миру. Простота сюжетных идей и используемого языка позволила этой книге оказать сильное влияние на широкий круг читателей. Следует заметить, что автор книги был викарием англиканской церкви и считал, что проповеди должны быть простыми, чтобы их понимали все. Он также работал директором школы и поэтому всегда интересовался вопросами обучения. Но успех «Флатландии» является не только результатом собственных достоинств книги, но и следствием интереса общества к возможности существования многомерной вселенной. Причиной этого растущего интереса, несомненно, стало развитие неевклидовых геометрий.

Как мы видим на обложке «Флатландии», автором книги является Квадрат (A Square). Этот псевдоним Эбботт использовал, возможно, в качестве игры слов, так как главного героя романа, жившего во Флатландии, звали Квадрат. К тому же из-за повторения в фамилии автора (Abbott Abbott) его можно было бы назвать «А в квадрате».

Эдвин Эбботт Эбботт родился в Лондоне в 1838 г. Он получил образование в Школе лондонского Сити, а затем в колледже Сент-Джон Кембриджского университета, где он изучал классическую литературу, грамматику и богословие.

В 1862 г. Эбботт был рукоположен в священники англиканской церкви, а год спустя женился. В возрасте всего лишь 26 лет он стал директором Школы лондонского Сити.

Как педагог и священник, Эбботт был социально ответственным человеком, а также имел радикальные взгляды. Ему удавалось внедрять новые идеи как в школе, где он был директором, так и на конференциях директоров английских школ. Эбботт считал, что образование помогает сломать социальные барьеры, и в качестве ведущего члена «Движения за права молодежи из всех социальных групп» боролся за права бедных классов.

Эбботт посвятил свою жизнь изучению грамматики, литературы и теологии, написал более 40 книг и множество статей на эти темы. «Флатландия» — единственная из его работ, связанная с математикой. Как получилось, что Эбботт, не имея специального математического образования, заинтересовался четвертым измерением и создал книгу, которая донесла эти идеи до широкой общественности?

Эдвин Эбботт в 1884 г., когда была опубликована «Флатландия».

Лучший друг Эбботта, учитель математики Ховард Кэндлер, поддерживающий с ним обширную переписку, преподавал в школе Аппингем (Uppingham School).

Кстати, английский математик Чарльз Хинтон, один из главных специалистов по четвертому измерению, также преподавал в этой школе. Возможно, Эбботт познакомился с Хинтоном в Аппингеме или узнал об этих идеях через своего друга Кэндлера. В любом случае он достаточно ясно представлял себе концепцию четвертого измерения, чтобы использовать ее в качестве метафоры социального и богословского устройства разделенного на классы общества викторианской Англии.

Как мы уже видели, «Флатландия» — это не просто научно-фантастический роман. По своей сути это аллегория, которая использует геометрические формы и размерности для описания насущных проблем современности. Помимо изложения математических понятий, связанных с размерностями, в книге явно прослеживаются еще две линии: социальная сатира и богословские размышления.