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.
Мы называем это что-то 'жизненной силой' и пытаемся объяснить её как своеобразное движение. Но, в сущности, мы ничего не объясняем, а только даём название явлению, остающемуся необъяснимым.
Согласно некоторым научным теориям, жизненная сила должна разлагаться на физико-химические элементы, на простейшие силы. Но ни одна из этих теорий не может объяснить, каким образом одно переходит в другое, в каком отношении одно стоит к другому. Мы не способны в простейшей физико-химической форме выразить простейшее проявление живой энергии. И пока мы не в состоянии этого сделать, мы строго логически не имеем права считать жизненные процессы тождественными с физико-химическими.
Можно признавать философский 'монизм', но мы не имеем никаких оснований принимать то и дело навязываемый нам физико-химический монизм, который отождествляет жизненные и психические процессы с физико-химическими. Наш ум может прийти к абстрактному заключению о единстве физико-химических, жизненных и психических процессов, но для науки, для точного знания, эти три рода явлений стоят совершенно отдельно.
Для науки три рода явлений - механическая сила, жизненная сила и психическая сила - лишь отчасти переходят одно в другое, по-видимому, без всякой пропорциональности, не поддаваясь никакому учёту. Поэтому учёные только тогда получат право объяснять жизнь и психические процессы как род движения, когда они придумают способ переводить движение в жизненную и психическую энергию и наоборот и учитывать этот переход. Иными словами, знать, какое количество калорий, заключающихся в определённом количестве угля, нужно для возникновения жизни в одной клетке, или какой величины давление необходимо для образования одной мысли, одного логического заключения. Пока это не известно, физические, биологические и психические явления, изучаемые наукой, происходят на разных плоскостях. Можно, конечно, догадываться об их единстве, но утверждать это невозможно.
Даже если в физико-химических, жизненных и психических процессах действует одна и та же сила, можно предположить, что она действует в разных сферах, лишь отчасти соприкасающихся друг с другом.
Если бы наука обладала знанием единства хотя бы только жизненных и физико-химических явлений, она могла бы создавать живые организмы. В этом утверждении нет ничего чрезмерного. Мы строим машины и аппараты гораздо более сложные, чем простой одноклеточный организм. И однако же организм мы построить не можем. Это значит, что в живом организме есть что-то такое, чего нет в безжизненной машине. В живой клетке есть что-то, чего нет в мёртвой. Мы с полным правом можем назвать это 'что-то' одинаково необъяснимым и неизмеримым. Рассматривая человека, мы вполне можем задаться вопросом: чего в человеке больше - измеримого или неизмеримого?
'Как я могу ответить на ваш вопрос (о четвёртом измерении), - говорит в своём письме Н.А. Морозов, - когда сам не имею измерения по указываемому вами направлению?'
Но какое есть у Н.А. Морозова основание говорить так определённо, что он не имеет этого измерения? Разве он всё в себе может измерить? Две главные функции, жизнь и мысль человека, лежат в области неизмеримого.
Вообще, мы так мало и так плохо знаем, что такое человек, так много в нас загадочного и непонятного с точки зрения геометрии трёх измерений, что мы не вправе отрицать четвёртое измерение, отрицая 'духов', а наоборот, имеем полное основание искать четвёртое измерение именно в себе.
Мы должны ясно и определённо сказать себе, что мы абсолютно не знаем, что такое человек. Это загадка для нас - и нужно признать её.
'Четвёртое измерение' обещает кое-что в ней объяснить. Попытаемся понять, что может дать нам 'четвёртое измерение', если мы подойдём к нему со старыми методами, но без старых предрассудков в пользу или против спиритизма. Вообразим опять мир плоских существ, имеющих всего два измерения: длину и ширину и населяющих плоскую поверхность *.
На плоской поверхности представим себе живых существ, имеющих вид геометрических фигур и способных двигаться в двух направлениях. Рассматривая условия жизни плоских существ, мы сразу же столкнёмся с одним интересным обстоятельством.
Двигаться эти существа могут только в двух направлениях, оставаясь на плоскости. Подняться над плоскостью или отойти от неё они не в состоянии. Точно также они не могут видеть или ощущать что-либо, лежащее вне их плоскости. Если одно из существ поднимется над плоскостью, оно совершенно покинет мир других, ему подобных существ, скроется, исчезнет неизвестно куда.
Если предположить, что органы зрения этих существ находятся на их ребре, на стороне, имеющей толщину в один атом, то мира, пребывающего вне их плоскости, они не увидят. Они способны видеть только линии, лежащие на их плоскости. Друг друга они видят не такими, каковы они есть на самом деле, т.е. не в виде геометрических фигур, а в виде отрезков, и точно также, в виде отрезков, будут им представляться все их предметы. И что очень важно: все линии - прямые, кривые, ломаные, лежащие под разными углами - будут казаться им одинаковыми, в самих линиях они не смогут найти никакой разницы. Вместе с тем, эти линии будут отличаться для них друг от друга какими-то странными свойствами, которые они, вероятно, назовут движением или колебанием линий.
Центр круга для них совершенно недоступен, видеть его они не в состоянии. Чтобы достичь центра круга двумерному существу придётся прорезать или прокапывать себе путь в массе плоской фигуры толщиной в один атом. Этот процесс прокапывания будет представляться ему изменением линии окружности.
Если к его плоскости приложить куб, то куб предстанет ему в виде четырёх линий, которые ограничивают квадрат, соприкасающийся с его плоскостью. Из всего куба для него существует один этот квадрат. Всего куба оно даже не в состоянии себе представить. Куб не будет для него существовать.
Если с плоскостью соприкасается много тел, то в каждом из них для плоского существа существует только одна плоскость. Она будет казаться ему предметом его собственного мира.
Если его пространство, т.е. плоскую поверхность, пересечёт разноцветный куб, то прохождение куба представится ему как постепенное изменение цвета линий, ограничивающих лежащий на поверхности квадрат.
Если предположить, что плоское существо обрело способность видеть своей плоской стороной, обращённой к нашему миру, то легко представить себе, сколь искажённое представление о нашем мире оно получит.