Страница:
Существуют попытки чисто математического определения четвёртого измерения. Говорят, например, так: 'Вл многих вопросах чистой и прикладной математики встречаются формулы и математические выражения, включающие в себя четыре и более переменных величин, каждая из которых, независимо от остальных, может принимать положительные и отрицательные значения между +(знак бесконечности) и -(знак бесконечности). А так как каждая математическая формула, каждое уравнение имеет пространственное выражение, отсюда выводят идею о пространстве в четыре и более измерений.'
Слабый пункт этого определения заключается в принятом без доказательств положении, что каждая математическая формула, каждое уравнение может иметь пространственное выражение. На самом деле, такое положение совершенно беспочвенно, и это обессмысливает определение.
Рассуждая по аналогии с существующими измерениями, следует предположить, что если бы четвёртое измерение существовало, то это значило бы, что вот здесь, рядом с нами находится какое-то другое пространство, которого мы не знаем, не видим и перейти в которое не можем. В эту 'область четвёртого измерения' из любой точки нашего пространства можно было бы провести линию в неизвестном для нас направлении, ни определить, ни постигнуть которое мы не можем. Если бы мы могли представить себе направление этой линии, идущей из нашего пространства, то мы увидели бы 'область четвертого измерения'.
Геометрические это значит следующее. Можно представить себе три взаимно-перпендикулярные друг к другу линии. Этими тремя линиями мы измеряем наше пространство, которое поэтому называется трёхмерным. Если существует 'область четвёртого измерения', лежащая вне нашего пространства, значит, кроме трёх известных нам перпендикуляров, определяющих длину, ширину и высоту предметов, должен существовать четвёртый перпендикуляр, определяющий какое-то непостижимое нам, новое протяжение. Пространство, измеряемое четырьмя этими перпендикулярами, и будет четырёхмерным.
Невозможно ни определить геометрически, ни представить себе этот четвёртый перпендикуляр, и четвёртое измерение остаётся для нас крайне загадочным. Существует мнение, сто математики знают о четвёртом измерении что-то недоступное простым смертным. Иногда говорят, и это можно встретить даже в печати, что Лобачевский 'открыл' четвёртое измерение. В последние двадцать лет открытие 'четвёртого' измерения часто приписывали Эйнштейну или Минковскому.
В действительности, математика может сказать о четвёртом измерении очень мало. В гипотезе о четвёртом измерении нет ничего, что делало бы её недопустимой с математической точки зрения. Она не противоречит ни одной из принятых аксиом и потому не встречает особого противодействия со стороны математики. Математика вполне допускает возможность установить отношения, которые должны существовать между четырёхмерным и трёхмерным пространством, т.е. некоторые свойства четвёртого измерения. Но делает она всё это в самой общей и неопределённой форме. Точное определение четвёртого измерения в математике отсутствует.
Фактические, Лобачевский рассматривал геометрию Евклида, т.е. геометрию трёхмерного пространства, как частный случай геометрии вообще, которая приложима к пространству любого числа измерений. Но это не математика в строгом смысле слова, а только метафизика на математические темы; и выводы из неё математически сформулировать невозможно - или же это удаётся только в специально подобранных условных выражениях.
Другие математики находили, что принятые в геометрии Евклида аксиомы искусственны и необязательны - и пытались опровергнуть их, главным образом, на основании некоторых выводов из сферической геометрии Лобачевского, например, доказать, что параллельные линии пересекаются и т.п. Они утверждали, что общепринятые аксиомы верны только для трёхмерного пространства и, основываясь на рассуждениях, опровергавших эти аксиомы, строили новую геометрию многих измерений.
Но всё это не есть геометрия четырёх измерений.
Четвёртое измерение можно считать доказанным геометрически только в том случае, когда определено направление неизвестной линии, идущей из любой точки нашего пространства в область четвёртого измерения, т.е. найден способ построения четвёртого перпендикуляра.
Трудно даже приблизительно обрисовать, какое значение для всей нашей жизни имело бы открытие четвёртого перпендикуляра во вселенной. Завоевание воздуха, способность видеть и слышать на расстоянии, установление сношений с другими планетами и звёздными системами - всё это было бы ничто по сравнению с открытием нового измерения. Но пока этого нет. Мы должны признать, что мы бессильны перед загадкой четвёртого измерения, - и попытаться рассмотреть вопрос в тех пределах, которые нам доступны.
При более близком и точном исследовании задачи мы приходим к заключению, что при существующих условиях решить её невозможно. Чисто геометрическая на первый взгляд, проблема четвёртого измерения геометрическим путём не решается. Нашей геометрии трёх измерений недостаточно для исследования вопроса о четвёртом измерении, так же как одной планиметрии недостаточно для исследования вопросов стереометрии. Мы должны обнаружить четвёртое измерение, если оно существует, чисто опытным путём, - а также найти способ его перспективного изображения в трёхмерном пространстве. Только тогда мы сможем создать геометрию четырёх измерений.
Самое поверхностное знакомство с проблемой четвёртого измерения показывает, что её необходимо изучать со стороны психологии и физики.
Четвёртое измерение непостижимо. Если оно существует и если всё же мы не в состоянии познать его, то, очевидно, в нашей психике, в нашем воспринимающем аппарате чего-то не хватает, иными словами, явления четвёртого измерения не отражаются в наших органах чувств. Мы должны разобраться, почему это так, какие дефекты вызывают нашу невосприимчивость, и найти условия (хотя бы теоретические), при которых четвёртое измерение становится понятным и доступным. Все эти вопросы относятся к психологии или, возможно, к теории познания.
Мы знаем, что область четвёртого измерения (опять-таки, если она существует) не только непознаваема для нашего психического аппарата, но недоступна чисто физически. Это уже зависит не от наших дефектов, а от особых свойств и условий области четвёртого измерения. Нужно разобраться, что за условия делают область четвёртого измерения недоступной для нас, найти взаимоотношения физических условий области четвёртого измерения нашего мира и, установи это, посмотреть, нет ли в окружающем нас мире чего-либо похожего на эти условия, нет ли отношений, аналогичных отношениям между трёхмерными и четырёхмерными областями.
Вообще говоря, прежде чем строить геометрию четырёх измерений, нужно создать физику четырёх измерений, т.е. найти и определить физические законы и условия, существующие в пространстве четырёх измерений.
Над проблемой четвёртого измерения работали очень многие.
О четвёртом измерении немало писал Фехнер. Из его рассуждений о мирах одного, двух, трёх и четырёх измерений вытекает очень интересный метод исследования четвёртого измерения путём построения аналогий между мирами различных измерений, т.е. между воображаемым миром на плоскости и нашим миром, и между нашим миром и миром четырёх измерений. Этот метод используют почти все, занимающиеся вопросом о высших измерениях. Нам предстоит ещё с ним познакомиться.
Профессор Цольнер выводил теорию четвёртого измерения из наблюдений за 'медиумическими' явлениями, главным образом, за явлениями так называемой 'материализации'. Но его наблюдения в настоящее время считаются сомнительными из-за недостаточно строгой постановки опытов (Подмор и Хислоп).
Очень интересную сводку почти всего, что писалось о четвёртом измерении (между прочим, и попытки определения его математическим путём), мы находим в книгах К.Х. Хинтона. В них есть также много собственных идей Хинтона, но, к несчастью, вместе с ценными мыслями там содержится, масса ненужной 'диалектики', такой, какая обычно бывает в связи с вопросом о четвёртом измерении.
Хинтон делает несколько попыток определить четвёртое измерение и со стороны физики, и со стороны психологии. Изрядное место в его книгах занимает описание метода предложенного им приучения сознания к постижению четвёртого измерения. Это длинный ряд упражнений аппарата восприятий и представлений с сериями разноцветных кубов, которые нужно запомнить сначала в одном положении, потом в другом, в третьем и затем представлять себе в различных комбинациях.
Основная идея Хинтона, которой он руководствовался при разработке своего метода, заключается в том, что для пробуждения 'высшего сознания' необходимо 'уничтожить себя' в представлении и познании мира, т.е. приучиться познавать и представлять себе мир не с личной точки зрения (как это обычно бывает), а таким, каков он есть. При этом прежде всего надо научиться представлять вещи не такими, какими они кажутся, а такими, какие они есть, хотя бы просто в геометрическом смысле; после чего появится и способность познавать их, т.е. видеть такими, каковы они есть, а также и с других точек зрения, кроме геометрической.
первое упражнение, приводимое Хинтоном: изучение куба, состоящего из 27 меньших кубиков, которые окрашены в разные цвета и имеют определённые названия. Твёрдо изучив куб, составленный из кубиков, нужно перевернуть его и изучить (т.е. постараться запомнить) в обратном порядке. Потом опять перевернуть кубики и запомнить в этом порядке и т.д. В результате, как говорит Хинтон, удаётся в изучаемом кубе совершенно уничтожить понятия: верх и низ, справа и слева м пр., и знать его независимо от взаимного расположения составляющих его кубиков, т.е., вероятно, представлять одновременно в различных комбинациях. Таков первый шаг в уничтожении субъективного элемента в представлении о кубе. Дальше описывается целая система упражнений с сериями разноцветных и имеющих разные названия кубиков, из которых составляются всевозможные фигуры всё с той же целью уничтожить субъективный элемент в представлении и таким образом развить высшее сознание. Уничтожение субъективного элемента, по мысли Хинтона, - первый шаг на пути развития высшего сознания и постижения четвёртого измерения.
Хинтон утверждает, что если существует способность видеть в четвёртом измерении, если можно видеть предметы нашего мира из четвёртого измерения, то мы увидим их совсем иначе, не так, как обычно.
Обычно мы видим предметы сверху или снизу от нас, или на одном уровне с нами, справа, слева, сзади от нас, или перед нами, всегда с одной стороны, обращённой к нам, и в перспективе. Наш глаз - крайне несовершенный аппарат: он даёт нам в высшей степени неправильную картину мира. То, что мы называем перспективой, есть, в сущности, искажение видимых предметов, производимое плохо устроенным оптическим аппаратом - глазом. Мы видим предметы искажёнными и точно также представляем себе их. Но всё это - исключительно в силу привычки видеть их искажёнными, т.е. вследствии привычки, вызванной нашим дефектным зрением, ослабившим и нашу способность представления.
Но, согласно Хинтону, у нас нет никакой необходимости представлять себе предметы внешнего мира непременно искажёнными. Способность представления вовсе не ограничивается способностью зрения. Мы видим предметы искажёнными, но знаем их такими, каковы они есть. Мы можем избавиться от привычки представлять предметы такими, каковы они нам видятся, и научиться представлять их себе такими, каковы лни, как мы знаем, есть. Идея Хинтона и заключается в том, что, прежде чем думать о развитии способности зрения в четвёртом измерении, нужно выучиться представлять себе предметы так, как они были бы видны из четвёртого измерения, т.е. не в перспективе, а со всех сторон сразу, как знает их наше 'сознание'. Именно эту способность и развивают упражнения Хинтона. Развитие способности представлять себе предметы сразу со всех сторон уничтожает в представлениях субъективный элемент. Согласно Хинтону, 'уничтожение субъективного элемента в представлениях приводит к уничтожению субъективного элемента в восприятии'. Таким образом, развитие способности представлять себе предметы со всех сторон - первый шаг к развитию способности видеть предметы такими, каковы они есть в геометрическом смысле, т.е. к развитию того, что Хинтон называет 'высшим сознанием'.
Во всём этом есть много верного, но много и надуманного, искусственного. Во-первых, Хинтон не принимает во внимание различий между разными психическими тпами людей. Метод, удовлетворительный для него самого, может не дать никаких результатов или даже вызвать отрицательные последствия у других людей. Во-вторых, сама психологическая основа системы Хинтона слишком ненадёжна. Обычно, он не знает, где нужно остановиться, его аналогии заводят слишком далеко, лишая тем самым многие из его заключений какой бы то ни было ценности.
С точки зрения геометрии вопрос о четвёртом измерении можно рассматривать по Хинтону следующим образом.
Нам известны геометрические фигуры трёх родов:
одного измерения - линии,
двух измерений - плоскости,
трёх измерений - тела.
При этом, линию мы рассматриваем, как след от движения точки в пространстве, плоскость - как след от движения линии в пространстве, тело как след от движения плоскости в пространстве.
Представим себе отрезок прямой, ограниченный двумя точками, и обозначим его буквой a. Допустим, этот отрезок движется в пространстве в направлении, перпендикулярном к себе самому, и оставляет за собой след. Когда он пройдёт расстояние, равное своей длине, его след будет иметь вид квадрата, стороны которого равны отрезку a, т.е. a2.
Пусть этот квадрат движется в пространстве в направлении, перпендикулярном к двум смежным сторонам квадрата, и оставляет за собой след. Когда он пройдёт расстояние, равное длине стороны квадрата, его след будет иметь вид куба, a3.
Теперь, если мы предположим движение куба в пространстве, то какой вид будет иметь его след, т.е. фигура a4?
Рассматривая отношения фигур одного, двух и трёх измерений, т.е. линий, плоскостей и тел, можно вывести правило, что каждая фигура следующего измерения является следом от движения фигуры предыдущего измерения. На основании этого правила можно рассматривать фигуру a4 как след от движения куба в пространстве.
Но что же это за движение куба в пространстве, след которого оказывается фигурой четырёх измерений? Если мы рассмотрим, каким образом движение фигуры низшего измерения создаёт фигуру высшего измерения, - то мы обнаружим несколько общих свойств, общих закономерностей.
Именно, когда мы рассматриваем квадрат как слде от движения линии, нам известно, нам известно, что в пространстве двигались все точки линии; когда мы рассматриваем куб как след от движения квадрата, то нам известно, что двигались все точки квадрата. При этом линия движется в направлении, перпендикулярном к себе; квадрат - в направлении, перпендикулярном к двум своим измерениям.
Следовательно, если мы рассматриваем фигуру a4 как след от движения куба в пространстве, то мы должны помнить, что в пространстве двигались все точки куба. При этом по аналогии с предыдущим можно заключить, что куб двигался в пространстве в направлении, в нём самом не заключающемуся, т.е. в направлении, перпендикулярном к трём его измерениям. Это направление и есть тот четвёртый перпендикуляр, которого нет в нашем пространстве и в нашей геометрии трёх измерений.
Затем линию можно рассматривать как бесконечное число точек; квадрат - как бесконечное число линий; куб - как бесконечное число квадратов. Аналогичным образом фигуру a4 можно рассматривать как бесконечное число кубов. Далее, глядя на квадрат, мы видим одни линии; глядя на куб - его поверхности или даже одну из этих поверхностей.
Надо полагать, что фигура a4 будет представляться нам в виде куба. Иначе говоря, куб есть то, что мы видим, глядя на фигуру a4. Далее, точку можно определить как сечение линии; линию - как сечение плоскости; плоскость - как сечение объёма; точно так же трёхмерное тело можно определить как сечение четырёхмерного тела. Вообще говоря, глядя на четырёхмерное тело, мы увидим его трёхмерную проекцию, или сечение. Куб, шар, конус, пирамида, цилиндр - могут оказаться проекциями, или сечениями, каких-то неизвестных нам четырёхмерных тел.
В 1908 году я наткнулся на любопытную статью о четвёртом измерении на русском языке, напечатанную в журнале 'Совеременный мир'.
Это было письмо, написанное в 1891 году Н.А. Морозовым * товарищам по заключению в Шлиссельбургской крепости. Оно интересно, в основном, тем, что в нём очень образно изложены главные положения того метода рассуждений о четвёртом измерении посредством аналогий, который был упомянут ранее.
Начало статьи Морозова очень интересно, но в своих выводах о том, что могло бы находиться в области четвёртого измерения, он отходит от метода аналогий и относит к четвёртому измерению только 'духов', которых вызывают на спиритических сеансах. А затем, отвергая духов, отрицает и объективный смысл четвёртого измерения.
В четвёртом измерении невозможно существование тюрем и крепостей, и, вероятно, поэтому четвёртое измерение было одной из любимых тем разговоров, которые велись в Шлиссельбургской крепости перестукиванием. Письмо Н.А. Морозова - это ответ на заданные ему в одном из таких разговоров вопросы. Он пишет:
'Мои дорогие друзья, вот и кончается наше короткое шлиссельбургское лето, и наступают тёмные осенние таинственные ночи. В эти ночи, спускающиеся чёрным покровом над кровлей нашей темницы и окутывающие непроглядной мглою наш маленький островок с его старинными башнями и бастионами, невольно кажется, что тени погибших здесь товарищей и наших предшественников невидимо летают кругом этих камер, заглядывают в наши окна и вступают с нами, ещё живыми, в таинственные сношения. Да и сами мы разве не тени того, чем когда-то были? Разве мы не превратились уже в каких-то стучащих духов, фигурирующих на спиритических сеансах и невидимо переговаривающихся между собой через разделяющие нас каменные стены?
Весь этот день я думал о вашем сегодняшнем споре по поводу четвёртого, пятого и других, недоступных нам измерений пространства вселенной. Я изо всех сил старался представить в своём воображении, по крайней мере, хоть четвёртое измерение мира, то самое, по которому, как утверждают метафизики, все наши замкнутые предметы могут неожиданно оказаться открытыми, и по которому в них могут проникать существа, способные двигаться не только по нашим трём, но и по этому четвёртому, непривычному для нас измерению.
Вы требуете от меня научной обработки вопроса. Будем говорить пока о мире только двух измерений и потом увидим, не даст ли он нам возможность сделать какие-либо умозаключения и об остальных мирах.
Предположим, что какая-нибудь плоскость, ну хоть та, что отделяет поверхность Ладожского озера в этот тихий осенний вечер от находящейся над ним атмосферы, есть особый мир, мир двух измерений, населённый своими существами, которые могут двигаться только по этой плоскости, подобно тем теням ласточек и чаек, которые пробегают по всем направлениям по гладкой поверхности окружающей нас, но никогда не видимой нами за этими бастионами, воды.
Предположим, что, убежав за наши шлиссельбургские бастионы, вы пошли купаться в озеро.
Как существа трёх измерений, вы имеете и те два, которые лежат на поверхности воды. Вы займёте определённое место в этом мире тенеобразных существ. Все части вашего тела выше и ниже уровня воды будут для них неощутимы, и только тот ваш контур, который опоясывается поверхностью озера, будет для них вполне доступен. Ваш контур должен показаться им предметом их собственного мира, но только чрезвычайно удивительным и чудесным. Первое чудо, с их точки зрения, будет ваше неожиданное появление среди них. Можно сказать с полной уверенностью, что эффект, который вы этим произвели, ничем не уступит неожиданному появлению между нами какого-нибудь духа из неведомого мира. Второе чудо - это необыкновенная изменчивость вашего вида. Когда вы погружаетесь до пояса, ваша форма будет для них почти эллиптической, так как для них будет заметен лишь тот кружок, который на поверхности воды охватывает вашу талию и непроницаем для них. Когда вы начнёте плавать, вы примете в их глазах форму человеческого абриса. Когда выйдете на неглубокое место, так чтобы обитаемая ими поверхность окаймляла только ваши ноги, вы покажетесь им обратившимся в два кругловидные существа. Если, желая удержать вас в определённом месте, они окружили бы вас со всех сторон, вы могли бы перешагнуть через них и очутиться на свободе непостижимым для них способом. Вы были бы для них всесильными существами, - жителями высшего мира, подобными тем сверхъестественным существам, о которых повествуют теологи и метафизики.
Теперь, если мы предположим, что кроме этих двух миров, плоского и нашего, есть ещё мир четырёх измерений, высший, чем наш, то ясно, что жители его по отношению к нам будут такими же, какими были мы сейчас для жителей плоскости. Они должны так же неожиданно появляться перед нами и по произволу исчезать из нашего мира, уходя по четвёртому или каким-либо иным, высшим измерениям.
Одним словом, полная аналогия до сих пор, но только до сих пор. Дальше в этой же аналогии мы найдём полное опровержение всех наших предположений.
В самом деле, если бы существа четырёх измерений не были бы нашим вымыслом, их появления среди нас были бы обычными, повседневными явлениями.'
Далее Морозов разбирает вопрос, есть ли у нас какие-нибудь основания думать, что такие 'сверхъестественные существа' есть на самом деле, и приходит к заключению, что никаких оснований для этого мы не имеем, если не готовы верить россказням.
Единственные, достойные указания на таких существ можно найти, по мнению Морозова, в учении спиритов. Но его опыты со 'спиритизмом' убедили его, что несмотря на наличие загадочных явлений, которые, несомненно, происходят на спиритических сеансах, 'духи' не принимают в этом никакого участия. Так называемое 'автоматическое письмо', обычно приводимое как доказательство участия в сеансах разумных сил нездешнего мира, по его наблюдениям, является результатом чтения мыслей. 'Медиум' сознательно или бессознательно 'читает' мысли присутствующих и таким образом получает ответы на их вопросы. Н.А. Морозов присутствовал на многих сеансах и не встретил случая, чтобы в получаемых ответах сообщалось нечто всем неизвестное, или чтобы ответы были на незнакомом всем языке. Поэтому, не сомневаясь в искренности большинства спиритов, Н.А. Морозов заключает, что духи здесь ни при чём.
По его словам, практика со спиритизмом окончательно убедила его много лет назад, что явления, которые он относил к четвёртому измерению, в действительности, не существуют. Он говорит, что в таких спиритических сеансах ответы даются бессознательно самими присутствующими и поэтому все предположения о существовании четвёртого измерения - чистая фантазия.
Эти заключения Морозова совершенно неожиданны, и трудно понять, как он к ним пришёл. Ничего нельзя возразить против его мнения о спиритизме. Психическая сторона спиритических явлений, несомненно, вполне 'субъективна'. Но совершенно непонятно, почему Н.А. Морозов видит 'четвёртое измерение' исключительно в спиритических явлениях и почему, отрицая духов, отрицает четвёртое измерение. Это выглядит как готовое решение, предлагаемое тем официальным 'позитивизмом', к которому принадлежал Н.А. Морозов и от которого не мог отойти. Его предшествующие рассуждения ведут совсем к другому. Кроме 'духов', существует множество явлений, вполне реальных для нас, т.е. привычных и ежедневных, но не объяснимых без помощи гипотез, приближающих эти явления к миру четырёх измерений. Мы только слишком привыкли к этим явлениям и не замечаем их 'чудесности', не понимаем, что живём в мире вечного чуда, в мире таинственного, необъяснимого, а главное - неизмеримого.
Н.А. Морозов описывает, какими чудесными окажутся наши трёхмерные тела для плоских существ, как они будут неизвестно откуда появляться и неизвестно куда исчезать, подобно духам, возникающим из неведомого мира.
Но разве мы сами не являемся такими же фантастическими, меняющими свой вид существами для любого неподвижного предмета, для камня, для дерева? Разве мы не обладаем свойствами 'высших существ' для животных? И разве для нас самих не существуют явления, такие, например, как все проявления жизни, о которых мы не знаем, откуда они появились и куда уходят: появление растения из семени, рождение живых существ и тому подобное; или явления природы: гроза, дождь, весна, осень, которые мы не в состоянии ни объяснить, ни истолковать? Разве каждое из них, взятое в отдельности, не есть нечто, из чего мы нащупываем лишь немногое, только часть, как слепые в старинной восточной сказке, определявшие слона каждый по-своему: один по ногам, другой по ушам, третий по хвосту?
Продолжая рассуждения Н.А. Морозова об отношении мира трёх измерений к миру четырёх измерений, мы не имеем никаких оснований искать последний только в области 'спиритизма'.
Возьмём живую клетку. Она может быть абсолютно равна - в длину, ширину и высоту - другой, мёртвой клетке. И всё-таки есть в живой клетке что-то такое, чего нет в мёртвой, что-то такое, чего мы не можем измерить.
Слабый пункт этого определения заключается в принятом без доказательств положении, что каждая математическая формула, каждое уравнение может иметь пространственное выражение. На самом деле, такое положение совершенно беспочвенно, и это обессмысливает определение.
Рассуждая по аналогии с существующими измерениями, следует предположить, что если бы четвёртое измерение существовало, то это значило бы, что вот здесь, рядом с нами находится какое-то другое пространство, которого мы не знаем, не видим и перейти в которое не можем. В эту 'область четвёртого измерения' из любой точки нашего пространства можно было бы провести линию в неизвестном для нас направлении, ни определить, ни постигнуть которое мы не можем. Если бы мы могли представить себе направление этой линии, идущей из нашего пространства, то мы увидели бы 'область четвертого измерения'.
Геометрические это значит следующее. Можно представить себе три взаимно-перпендикулярные друг к другу линии. Этими тремя линиями мы измеряем наше пространство, которое поэтому называется трёхмерным. Если существует 'область четвёртого измерения', лежащая вне нашего пространства, значит, кроме трёх известных нам перпендикуляров, определяющих длину, ширину и высоту предметов, должен существовать четвёртый перпендикуляр, определяющий какое-то непостижимое нам, новое протяжение. Пространство, измеряемое четырьмя этими перпендикулярами, и будет четырёхмерным.
Невозможно ни определить геометрически, ни представить себе этот четвёртый перпендикуляр, и четвёртое измерение остаётся для нас крайне загадочным. Существует мнение, сто математики знают о четвёртом измерении что-то недоступное простым смертным. Иногда говорят, и это можно встретить даже в печати, что Лобачевский 'открыл' четвёртое измерение. В последние двадцать лет открытие 'четвёртого' измерения часто приписывали Эйнштейну или Минковскому.
В действительности, математика может сказать о четвёртом измерении очень мало. В гипотезе о четвёртом измерении нет ничего, что делало бы её недопустимой с математической точки зрения. Она не противоречит ни одной из принятых аксиом и потому не встречает особого противодействия со стороны математики. Математика вполне допускает возможность установить отношения, которые должны существовать между четырёхмерным и трёхмерным пространством, т.е. некоторые свойства четвёртого измерения. Но делает она всё это в самой общей и неопределённой форме. Точное определение четвёртого измерения в математике отсутствует.
Фактические, Лобачевский рассматривал геометрию Евклида, т.е. геометрию трёхмерного пространства, как частный случай геометрии вообще, которая приложима к пространству любого числа измерений. Но это не математика в строгом смысле слова, а только метафизика на математические темы; и выводы из неё математически сформулировать невозможно - или же это удаётся только в специально подобранных условных выражениях.
Другие математики находили, что принятые в геометрии Евклида аксиомы искусственны и необязательны - и пытались опровергнуть их, главным образом, на основании некоторых выводов из сферической геометрии Лобачевского, например, доказать, что параллельные линии пересекаются и т.п. Они утверждали, что общепринятые аксиомы верны только для трёхмерного пространства и, основываясь на рассуждениях, опровергавших эти аксиомы, строили новую геометрию многих измерений.
Но всё это не есть геометрия четырёх измерений.
Четвёртое измерение можно считать доказанным геометрически только в том случае, когда определено направление неизвестной линии, идущей из любой точки нашего пространства в область четвёртого измерения, т.е. найден способ построения четвёртого перпендикуляра.
Трудно даже приблизительно обрисовать, какое значение для всей нашей жизни имело бы открытие четвёртого перпендикуляра во вселенной. Завоевание воздуха, способность видеть и слышать на расстоянии, установление сношений с другими планетами и звёздными системами - всё это было бы ничто по сравнению с открытием нового измерения. Но пока этого нет. Мы должны признать, что мы бессильны перед загадкой четвёртого измерения, - и попытаться рассмотреть вопрос в тех пределах, которые нам доступны.
При более близком и точном исследовании задачи мы приходим к заключению, что при существующих условиях решить её невозможно. Чисто геометрическая на первый взгляд, проблема четвёртого измерения геометрическим путём не решается. Нашей геометрии трёх измерений недостаточно для исследования вопроса о четвёртом измерении, так же как одной планиметрии недостаточно для исследования вопросов стереометрии. Мы должны обнаружить четвёртое измерение, если оно существует, чисто опытным путём, - а также найти способ его перспективного изображения в трёхмерном пространстве. Только тогда мы сможем создать геометрию четырёх измерений.
Самое поверхностное знакомство с проблемой четвёртого измерения показывает, что её необходимо изучать со стороны психологии и физики.
Четвёртое измерение непостижимо. Если оно существует и если всё же мы не в состоянии познать его, то, очевидно, в нашей психике, в нашем воспринимающем аппарате чего-то не хватает, иными словами, явления четвёртого измерения не отражаются в наших органах чувств. Мы должны разобраться, почему это так, какие дефекты вызывают нашу невосприимчивость, и найти условия (хотя бы теоретические), при которых четвёртое измерение становится понятным и доступным. Все эти вопросы относятся к психологии или, возможно, к теории познания.
Мы знаем, что область четвёртого измерения (опять-таки, если она существует) не только непознаваема для нашего психического аппарата, но недоступна чисто физически. Это уже зависит не от наших дефектов, а от особых свойств и условий области четвёртого измерения. Нужно разобраться, что за условия делают область четвёртого измерения недоступной для нас, найти взаимоотношения физических условий области четвёртого измерения нашего мира и, установи это, посмотреть, нет ли в окружающем нас мире чего-либо похожего на эти условия, нет ли отношений, аналогичных отношениям между трёхмерными и четырёхмерными областями.
Вообще говоря, прежде чем строить геометрию четырёх измерений, нужно создать физику четырёх измерений, т.е. найти и определить физические законы и условия, существующие в пространстве четырёх измерений.
Над проблемой четвёртого измерения работали очень многие.
О четвёртом измерении немало писал Фехнер. Из его рассуждений о мирах одного, двух, трёх и четырёх измерений вытекает очень интересный метод исследования четвёртого измерения путём построения аналогий между мирами различных измерений, т.е. между воображаемым миром на плоскости и нашим миром, и между нашим миром и миром четырёх измерений. Этот метод используют почти все, занимающиеся вопросом о высших измерениях. Нам предстоит ещё с ним познакомиться.
Профессор Цольнер выводил теорию четвёртого измерения из наблюдений за 'медиумическими' явлениями, главным образом, за явлениями так называемой 'материализации'. Но его наблюдения в настоящее время считаются сомнительными из-за недостаточно строгой постановки опытов (Подмор и Хислоп).
Очень интересную сводку почти всего, что писалось о четвёртом измерении (между прочим, и попытки определения его математическим путём), мы находим в книгах К.Х. Хинтона. В них есть также много собственных идей Хинтона, но, к несчастью, вместе с ценными мыслями там содержится, масса ненужной 'диалектики', такой, какая обычно бывает в связи с вопросом о четвёртом измерении.
Хинтон делает несколько попыток определить четвёртое измерение и со стороны физики, и со стороны психологии. Изрядное место в его книгах занимает описание метода предложенного им приучения сознания к постижению четвёртого измерения. Это длинный ряд упражнений аппарата восприятий и представлений с сериями разноцветных кубов, которые нужно запомнить сначала в одном положении, потом в другом, в третьем и затем представлять себе в различных комбинациях.
Основная идея Хинтона, которой он руководствовался при разработке своего метода, заключается в том, что для пробуждения 'высшего сознания' необходимо 'уничтожить себя' в представлении и познании мира, т.е. приучиться познавать и представлять себе мир не с личной точки зрения (как это обычно бывает), а таким, каков он есть. При этом прежде всего надо научиться представлять вещи не такими, какими они кажутся, а такими, какие они есть, хотя бы просто в геометрическом смысле; после чего появится и способность познавать их, т.е. видеть такими, каковы они есть, а также и с других точек зрения, кроме геометрической.
первое упражнение, приводимое Хинтоном: изучение куба, состоящего из 27 меньших кубиков, которые окрашены в разные цвета и имеют определённые названия. Твёрдо изучив куб, составленный из кубиков, нужно перевернуть его и изучить (т.е. постараться запомнить) в обратном порядке. Потом опять перевернуть кубики и запомнить в этом порядке и т.д. В результате, как говорит Хинтон, удаётся в изучаемом кубе совершенно уничтожить понятия: верх и низ, справа и слева м пр., и знать его независимо от взаимного расположения составляющих его кубиков, т.е., вероятно, представлять одновременно в различных комбинациях. Таков первый шаг в уничтожении субъективного элемента в представлении о кубе. Дальше описывается целая система упражнений с сериями разноцветных и имеющих разные названия кубиков, из которых составляются всевозможные фигуры всё с той же целью уничтожить субъективный элемент в представлении и таким образом развить высшее сознание. Уничтожение субъективного элемента, по мысли Хинтона, - первый шаг на пути развития высшего сознания и постижения четвёртого измерения.
Хинтон утверждает, что если существует способность видеть в четвёртом измерении, если можно видеть предметы нашего мира из четвёртого измерения, то мы увидим их совсем иначе, не так, как обычно.
Обычно мы видим предметы сверху или снизу от нас, или на одном уровне с нами, справа, слева, сзади от нас, или перед нами, всегда с одной стороны, обращённой к нам, и в перспективе. Наш глаз - крайне несовершенный аппарат: он даёт нам в высшей степени неправильную картину мира. То, что мы называем перспективой, есть, в сущности, искажение видимых предметов, производимое плохо устроенным оптическим аппаратом - глазом. Мы видим предметы искажёнными и точно также представляем себе их. Но всё это - исключительно в силу привычки видеть их искажёнными, т.е. вследствии привычки, вызванной нашим дефектным зрением, ослабившим и нашу способность представления.
Но, согласно Хинтону, у нас нет никакой необходимости представлять себе предметы внешнего мира непременно искажёнными. Способность представления вовсе не ограничивается способностью зрения. Мы видим предметы искажёнными, но знаем их такими, каковы они есть. Мы можем избавиться от привычки представлять предметы такими, каковы они нам видятся, и научиться представлять их себе такими, каковы лни, как мы знаем, есть. Идея Хинтона и заключается в том, что, прежде чем думать о развитии способности зрения в четвёртом измерении, нужно выучиться представлять себе предметы так, как они были бы видны из четвёртого измерения, т.е. не в перспективе, а со всех сторон сразу, как знает их наше 'сознание'. Именно эту способность и развивают упражнения Хинтона. Развитие способности представлять себе предметы сразу со всех сторон уничтожает в представлениях субъективный элемент. Согласно Хинтону, 'уничтожение субъективного элемента в представлениях приводит к уничтожению субъективного элемента в восприятии'. Таким образом, развитие способности представлять себе предметы со всех сторон - первый шаг к развитию способности видеть предметы такими, каковы они есть в геометрическом смысле, т.е. к развитию того, что Хинтон называет 'высшим сознанием'.
Во всём этом есть много верного, но много и надуманного, искусственного. Во-первых, Хинтон не принимает во внимание различий между разными психическими тпами людей. Метод, удовлетворительный для него самого, может не дать никаких результатов или даже вызвать отрицательные последствия у других людей. Во-вторых, сама психологическая основа системы Хинтона слишком ненадёжна. Обычно, он не знает, где нужно остановиться, его аналогии заводят слишком далеко, лишая тем самым многие из его заключений какой бы то ни было ценности.
С точки зрения геометрии вопрос о четвёртом измерении можно рассматривать по Хинтону следующим образом.
Нам известны геометрические фигуры трёх родов:
одного измерения - линии,
двух измерений - плоскости,
трёх измерений - тела.
При этом, линию мы рассматриваем, как след от движения точки в пространстве, плоскость - как след от движения линии в пространстве, тело как след от движения плоскости в пространстве.
Представим себе отрезок прямой, ограниченный двумя точками, и обозначим его буквой a. Допустим, этот отрезок движется в пространстве в направлении, перпендикулярном к себе самому, и оставляет за собой след. Когда он пройдёт расстояние, равное своей длине, его след будет иметь вид квадрата, стороны которого равны отрезку a, т.е. a2.
Пусть этот квадрат движется в пространстве в направлении, перпендикулярном к двум смежным сторонам квадрата, и оставляет за собой след. Когда он пройдёт расстояние, равное длине стороны квадрата, его след будет иметь вид куба, a3.
Теперь, если мы предположим движение куба в пространстве, то какой вид будет иметь его след, т.е. фигура a4?
Рассматривая отношения фигур одного, двух и трёх измерений, т.е. линий, плоскостей и тел, можно вывести правило, что каждая фигура следующего измерения является следом от движения фигуры предыдущего измерения. На основании этого правила можно рассматривать фигуру a4 как след от движения куба в пространстве.
Но что же это за движение куба в пространстве, след которого оказывается фигурой четырёх измерений? Если мы рассмотрим, каким образом движение фигуры низшего измерения создаёт фигуру высшего измерения, - то мы обнаружим несколько общих свойств, общих закономерностей.
Именно, когда мы рассматриваем квадрат как слде от движения линии, нам известно, нам известно, что в пространстве двигались все точки линии; когда мы рассматриваем куб как след от движения квадрата, то нам известно, что двигались все точки квадрата. При этом линия движется в направлении, перпендикулярном к себе; квадрат - в направлении, перпендикулярном к двум своим измерениям.
Следовательно, если мы рассматриваем фигуру a4 как след от движения куба в пространстве, то мы должны помнить, что в пространстве двигались все точки куба. При этом по аналогии с предыдущим можно заключить, что куб двигался в пространстве в направлении, в нём самом не заключающемуся, т.е. в направлении, перпендикулярном к трём его измерениям. Это направление и есть тот четвёртый перпендикуляр, которого нет в нашем пространстве и в нашей геометрии трёх измерений.
Затем линию можно рассматривать как бесконечное число точек; квадрат - как бесконечное число линий; куб - как бесконечное число квадратов. Аналогичным образом фигуру a4 можно рассматривать как бесконечное число кубов. Далее, глядя на квадрат, мы видим одни линии; глядя на куб - его поверхности или даже одну из этих поверхностей.
Надо полагать, что фигура a4 будет представляться нам в виде куба. Иначе говоря, куб есть то, что мы видим, глядя на фигуру a4. Далее, точку можно определить как сечение линии; линию - как сечение плоскости; плоскость - как сечение объёма; точно так же трёхмерное тело можно определить как сечение четырёхмерного тела. Вообще говоря, глядя на четырёхмерное тело, мы увидим его трёхмерную проекцию, или сечение. Куб, шар, конус, пирамида, цилиндр - могут оказаться проекциями, или сечениями, каких-то неизвестных нам четырёхмерных тел.
В 1908 году я наткнулся на любопытную статью о четвёртом измерении на русском языке, напечатанную в журнале 'Совеременный мир'.
Это было письмо, написанное в 1891 году Н.А. Морозовым * товарищам по заключению в Шлиссельбургской крепости. Оно интересно, в основном, тем, что в нём очень образно изложены главные положения того метода рассуждений о четвёртом измерении посредством аналогий, который был упомянут ранее.
Начало статьи Морозова очень интересно, но в своих выводах о том, что могло бы находиться в области четвёртого измерения, он отходит от метода аналогий и относит к четвёртому измерению только 'духов', которых вызывают на спиритических сеансах. А затем, отвергая духов, отрицает и объективный смысл четвёртого измерения.
В четвёртом измерении невозможно существование тюрем и крепостей, и, вероятно, поэтому четвёртое измерение было одной из любимых тем разговоров, которые велись в Шлиссельбургской крепости перестукиванием. Письмо Н.А. Морозова - это ответ на заданные ему в одном из таких разговоров вопросы. Он пишет:
'Мои дорогие друзья, вот и кончается наше короткое шлиссельбургское лето, и наступают тёмные осенние таинственные ночи. В эти ночи, спускающиеся чёрным покровом над кровлей нашей темницы и окутывающие непроглядной мглою наш маленький островок с его старинными башнями и бастионами, невольно кажется, что тени погибших здесь товарищей и наших предшественников невидимо летают кругом этих камер, заглядывают в наши окна и вступают с нами, ещё живыми, в таинственные сношения. Да и сами мы разве не тени того, чем когда-то были? Разве мы не превратились уже в каких-то стучащих духов, фигурирующих на спиритических сеансах и невидимо переговаривающихся между собой через разделяющие нас каменные стены?
Весь этот день я думал о вашем сегодняшнем споре по поводу четвёртого, пятого и других, недоступных нам измерений пространства вселенной. Я изо всех сил старался представить в своём воображении, по крайней мере, хоть четвёртое измерение мира, то самое, по которому, как утверждают метафизики, все наши замкнутые предметы могут неожиданно оказаться открытыми, и по которому в них могут проникать существа, способные двигаться не только по нашим трём, но и по этому четвёртому, непривычному для нас измерению.
Вы требуете от меня научной обработки вопроса. Будем говорить пока о мире только двух измерений и потом увидим, не даст ли он нам возможность сделать какие-либо умозаключения и об остальных мирах.
Предположим, что какая-нибудь плоскость, ну хоть та, что отделяет поверхность Ладожского озера в этот тихий осенний вечер от находящейся над ним атмосферы, есть особый мир, мир двух измерений, населённый своими существами, которые могут двигаться только по этой плоскости, подобно тем теням ласточек и чаек, которые пробегают по всем направлениям по гладкой поверхности окружающей нас, но никогда не видимой нами за этими бастионами, воды.
Предположим, что, убежав за наши шлиссельбургские бастионы, вы пошли купаться в озеро.
Как существа трёх измерений, вы имеете и те два, которые лежат на поверхности воды. Вы займёте определённое место в этом мире тенеобразных существ. Все части вашего тела выше и ниже уровня воды будут для них неощутимы, и только тот ваш контур, который опоясывается поверхностью озера, будет для них вполне доступен. Ваш контур должен показаться им предметом их собственного мира, но только чрезвычайно удивительным и чудесным. Первое чудо, с их точки зрения, будет ваше неожиданное появление среди них. Можно сказать с полной уверенностью, что эффект, который вы этим произвели, ничем не уступит неожиданному появлению между нами какого-нибудь духа из неведомого мира. Второе чудо - это необыкновенная изменчивость вашего вида. Когда вы погружаетесь до пояса, ваша форма будет для них почти эллиптической, так как для них будет заметен лишь тот кружок, который на поверхности воды охватывает вашу талию и непроницаем для них. Когда вы начнёте плавать, вы примете в их глазах форму человеческого абриса. Когда выйдете на неглубокое место, так чтобы обитаемая ими поверхность окаймляла только ваши ноги, вы покажетесь им обратившимся в два кругловидные существа. Если, желая удержать вас в определённом месте, они окружили бы вас со всех сторон, вы могли бы перешагнуть через них и очутиться на свободе непостижимым для них способом. Вы были бы для них всесильными существами, - жителями высшего мира, подобными тем сверхъестественным существам, о которых повествуют теологи и метафизики.
Теперь, если мы предположим, что кроме этих двух миров, плоского и нашего, есть ещё мир четырёх измерений, высший, чем наш, то ясно, что жители его по отношению к нам будут такими же, какими были мы сейчас для жителей плоскости. Они должны так же неожиданно появляться перед нами и по произволу исчезать из нашего мира, уходя по четвёртому или каким-либо иным, высшим измерениям.
Одним словом, полная аналогия до сих пор, но только до сих пор. Дальше в этой же аналогии мы найдём полное опровержение всех наших предположений.
В самом деле, если бы существа четырёх измерений не были бы нашим вымыслом, их появления среди нас были бы обычными, повседневными явлениями.'
Далее Морозов разбирает вопрос, есть ли у нас какие-нибудь основания думать, что такие 'сверхъестественные существа' есть на самом деле, и приходит к заключению, что никаких оснований для этого мы не имеем, если не готовы верить россказням.
Единственные, достойные указания на таких существ можно найти, по мнению Морозова, в учении спиритов. Но его опыты со 'спиритизмом' убедили его, что несмотря на наличие загадочных явлений, которые, несомненно, происходят на спиритических сеансах, 'духи' не принимают в этом никакого участия. Так называемое 'автоматическое письмо', обычно приводимое как доказательство участия в сеансах разумных сил нездешнего мира, по его наблюдениям, является результатом чтения мыслей. 'Медиум' сознательно или бессознательно 'читает' мысли присутствующих и таким образом получает ответы на их вопросы. Н.А. Морозов присутствовал на многих сеансах и не встретил случая, чтобы в получаемых ответах сообщалось нечто всем неизвестное, или чтобы ответы были на незнакомом всем языке. Поэтому, не сомневаясь в искренности большинства спиритов, Н.А. Морозов заключает, что духи здесь ни при чём.
По его словам, практика со спиритизмом окончательно убедила его много лет назад, что явления, которые он относил к четвёртому измерению, в действительности, не существуют. Он говорит, что в таких спиритических сеансах ответы даются бессознательно самими присутствующими и поэтому все предположения о существовании четвёртого измерения - чистая фантазия.
Эти заключения Морозова совершенно неожиданны, и трудно понять, как он к ним пришёл. Ничего нельзя возразить против его мнения о спиритизме. Психическая сторона спиритических явлений, несомненно, вполне 'субъективна'. Но совершенно непонятно, почему Н.А. Морозов видит 'четвёртое измерение' исключительно в спиритических явлениях и почему, отрицая духов, отрицает четвёртое измерение. Это выглядит как готовое решение, предлагаемое тем официальным 'позитивизмом', к которому принадлежал Н.А. Морозов и от которого не мог отойти. Его предшествующие рассуждения ведут совсем к другому. Кроме 'духов', существует множество явлений, вполне реальных для нас, т.е. привычных и ежедневных, но не объяснимых без помощи гипотез, приближающих эти явления к миру четырёх измерений. Мы только слишком привыкли к этим явлениям и не замечаем их 'чудесности', не понимаем, что живём в мире вечного чуда, в мире таинственного, необъяснимого, а главное - неизмеримого.
Н.А. Морозов описывает, какими чудесными окажутся наши трёхмерные тела для плоских существ, как они будут неизвестно откуда появляться и неизвестно куда исчезать, подобно духам, возникающим из неведомого мира.
Но разве мы сами не являемся такими же фантастическими, меняющими свой вид существами для любого неподвижного предмета, для камня, для дерева? Разве мы не обладаем свойствами 'высших существ' для животных? И разве для нас самих не существуют явления, такие, например, как все проявления жизни, о которых мы не знаем, откуда они появились и куда уходят: появление растения из семени, рождение живых существ и тому подобное; или явления природы: гроза, дождь, весна, осень, которые мы не в состоянии ни объяснить, ни истолковать? Разве каждое из них, взятое в отдельности, не есть нечто, из чего мы нащупываем лишь немногое, только часть, как слепые в старинной восточной сказке, определявшие слона каждый по-своему: один по ногам, другой по ушам, третий по хвосту?
Продолжая рассуждения Н.А. Морозова об отношении мира трёх измерений к миру четырёх измерений, мы не имеем никаких оснований искать последний только в области 'спиритизма'.
Возьмём живую клетку. Она может быть абсолютно равна - в длину, ширину и высоту - другой, мёртвой клетке. И всё-таки есть в живой клетке что-то такое, чего нет в мёртвой, что-то такое, чего мы не можем измерить.