В природе существует очень любопытный феномен, создающий совершенно правильные чертежи четвертого измерения – нужно только уметь их читать. Они видны в фантастически разнообразных, но всегда симметричных фигурах снежинок, в рисунках цветов, звезд, папоротников и кружев морозных узоров на стекле. Капельки воды, осаждаясь на холодное стекло или лед, немедленно начинают замерзать и расширяться, оставляя следы своего движения в четвертом измерении в виде причудливых рисунков. Морозные узоры и снежинки – это фигуры четвертого измерения, таинственные a4. Воображаемое в геометрии движение низшей фигуры для получения высшей осуществляется здесь на деле, и полученная фигура действительно является следом движения благодаря тому, что мороз сохраняет все моменты расширения замерзающих капелек воды.
Формы живых тел, цветы, папоротники созданы по тому же принципу, хотя и более сложно. Общий вид дерева, постепенно расширяющегося в ветвях и побегах, есть как бы диаграмма четвертого измерения, a4. Голые деревья зимой и ранней весной нередко представляют собой очень сложные и чрезвычайно интересные диаграммы четвертого измерения. Мы проходим мимо них, ничего не замечая, так как думаем, что дерево существует в трехмерном пространстве. Такие же замечательные диаграммы можно увидеть в узорах водорослей, цветов, молодых побегов, некоторых семян и т.д. и т.п. Иногда достаточно немного увеличить их, чтобы обнаружить тайны Великой Лаборатории, скрытой от наших глаз.
В книге проф. Блоссфельдта* о художественных формах в природе читатель может найти несколько превосходных иллюстраций к приведенным выше положениям.
* Karl Blossfeldt, Art Forms in Nature. London, 1929.
Живые организмы, тела животных и людей построены по принципу симметричного движения. Чтобы понять эти принципы, возьмем простой схематический пример симметричного движения: представим себе куб, состоящий из двадцати семи кубиков, и будем мысленно воображать, что этот куб расширяется и сокращается. При расширении все двадцать шесть кубиков, расположенные вокруг центрального, будут удаляться от него, а при сокращении опять к нему приближаться. Для удобства рассуждения и для большего сходства нашего куба с телом, состоящим из молекул, предположим, что кубики измерения не имеют, что это просто точки. Иначе говоря, возьмем только центры двадцати семи кубиков и мысленно соединим их линиями как с центром, так и между собой.
Рассматривая расширение куба, состоящего из двадцати семи кубиков, мы можем сказать, что каждый из этих кубиков, чтобы не столкнуться с другими и не помешать их движению, должен двигаться, удаляясь от центра, т.е. по линии, соединяющей его центр с центром центрального кубика. Это – первое правило:
При расширении и сокращении молекулы движутся по линиям, соединяющим из с центром.
Далее мы видим в нашем кубе, что не все линии, соединяющие двадцать шесть точек с центром, равны. Линии, которые идут к центру от точек, лежащих на углах куба, т.е. от центра угловых кубиков, длиннее линий, которые соединяют с центром точки, лежащие в центрах шести квадратов на поверхностях куба. Если мы предположим, что межмолекулярное пространство удваивается, то одновременно увеличиваются вдвое все линии, соединяющие двадцать шесть точек с центром. Линии эти не равны, следовательно молекулы движутся не с одинаковой скоростью, – одни медленнее, другие быстрее, при этом находящиеся дальше от центра движутся быстрее, находящиеся ближе – медленнее. Отсюда можно вывести второе правило:
Скорость движения молекул при расширении и сокращении тела пропорциональна длине линий, соединяющих эти молекулы с центром.
Наблюдая расширение куба, мы видим, что расстояние между всеми двадцатью семью кубиками увеличилось пропорционально прежнему.
Назовем а – отрезки, соединяющие 26 точек с центром, и б – отрезки, соединяющие 26 точек между собой. Построив внутри расширяющегося и сокращающегося куба несколько треугольников, мы увидим, что отрезки б удлиняются пропорционально удлинению отрезков а. Из этого можно вывести третье правило:
Расстояние между молекулами при расширении увеличивается пропорционально их удалению от центра.
Иными словами, если точки находятся на равном расстоянии от центра, они и останутся на равном расстоянии от него; а две точки, находившиеся на равном расстоянии от третьей, останутся от ней на равном расстоянии. При этом, если смотреть на движение не со стороны центра, а со стороны какой-нибудь из точек, будет казаться, что эта точка и есть центр, от которого идет расширение, – будет казаться, что все другие точки отдаляются от нее или приближаются к ней, сохраняя прежнее отношение к ней и между собой, а она сама остается неподвижной. «Центр везде»!
Последнее правило лежит в основе законов симметрии в строении живых организмов. Но живые организмы строятся не одним расширением. Сюда входит элемент движения во времени. При росте каждая молекула описывает кривую, получающуюся из комбинации двух движений в пространстве и времени. Рост идет в том же направлении, по тем же линиям, что и расширение. Поэтому законы роста должны быть аналогичны законам расширения. Законы расширения, в частности, третье правило, гарантируют свободно расширяющимся телам строгую симметрию: если точки, находившиеся на равном расстоянии от центра, будут всегда оставаться от него на равном расстоянии, тело будет расти симметрично.
В фигуре, полученной из растекшихся чернил на сложенном пополам листке бумаги, симметрия всех точек получилась благодаря тому, что точки одной стороны соприкасались с точками другой стороны. Любой точке на одной стороне соответствовала точка на другой стороне, и когда бумагу сложили, эти точки соприкоснулись. Из третьего правила вытекает, что между противоположными точками четырехмерного тела существует какое-то соотношение, какая-то связь, которой мы до сих пор не замечали. Каждой точке соответствует одна или несколько других, с которыми она каким-то непонятным образом связана. Именно, она не может двигаться самостоятельно, ее движение зависит от движения соответствующих ей точек, занимающих аналогичные места в расширяющемся или сокращающемся теле. Это и будут противоположные ей точки. Она как бы соприкасается с ними, соприкасается в четвертом измерении. Расширяющееся тело точно складывается в разных направлениях, и этим устанавливается загадочная связь между его противоположными точками.
Попробуем рассмотреть, как происходит расширение простейшей фигуры. Рассмотрим ее даже не в пространстве, а на плоскости. Возьмем квадрат и соединим с центром четыре точки, лежащие в его углах. Затем соединим с центром точки, лежащие на серединах сторон, и, наконец, точки, лежащие на половинном расстоянии между ними. Первые четыре точки, т.е. точки, лежащие в углах, назовем точками А; точки, лежащие по серединам сторон квадрата, точками В; наконец, точки, лежащие между ними (их будет восемь), точками С.
Точки А, В и C лежат на разных расстояниях от центра; поэтому при расширении они будут двигаться с неодинаковой скоростью, сохраняя свое отношение к центру. Кроме того, все точки A связаны между собой, как связаны между собой точки B и C. Между точками каждой группы существует таинственная внутренняя связь. Они должны оставаться на равном расстоянии от центра.
Предположим теперь, что квадрат расширяется, т.е. все точки A, B и C движутся, удаляясь от центра по радиусам. Пока фигура расширяется свободно, движение точек происходит по указанным правилам, фигура остается квадратом и сохраняет симметричность. Но предположим, что на пути движения одной из точек C вдруг оказалось какое-то препятствие, заставившее эту точку остановиться. Тогда происходит одно из двух: или остальные точки будут двигаться, как будто ничего не произошло, или же точки, соответствующие точке C, тоже остановятся. Если они будут двигаться, симметрия фигуры нарушится. Если остановятся, то это подтвердит вывод из правила третьего, согласно которому точки, находившиеся на равном расстоянии от центра, при расширении остаются на равном расстоянии от него. И действительно, если все точки C, повинуясь таинственной связи между ними и точкой C, которая встретилась с препятствием, остановятся в то время, как точки A и B движутся, из нашего квадрата получится правильная симметричная звезда. Возможно, что при росте растений и живых организмов именно это и происходит. Возьмем более сложную фигуру, у которой центр, от которого происходит расширение, не один, а несколько, и все они расположены на одной линии – точки, удаляющиеся от этих центров при расширении, расположены по обеим сторонам центральной линии. Тогда при аналогичном расширении получится не звезда, а нечто вроде зубчатого листа. Если мы возьмем подобную фигуру не на плоскости, а в трехмерном пространстве и предположим, что центры, от которых идет расширение, лежат не на одной оси, а на нескольких, то получим при расширении фигуру, которая напоминает живое тело с симметричными конечностями и пр. А если мы предположим, что атомы фигуры движутся во времени, то получится «рост» живого тела. Законы роста, т.е. движения, начинающегося от центра по радиусам при расширении и сокращении, выдвигают теорию, способную объяснить причины симметричного строения живых тел.
Определения состояний материи в физике становятся все более и более условными. Одно время к трем известным состояниям (твердому, жидкому, газообразному) пытались добавить еще и «лучистую материю», как называли сильно разреженные газы в круксовых трубках. Существует теория, которая считает коллоидное, желеобразное состояние материи – состоянием, отличающимся от твердого, жидкого и газообразного. Согласно этой теории, органическая материя есть разновидность коллоидной материи или формируется из нее. Понятие материи в этих состояниях противопоставляется понятию энергии. Затем возникла электронная теория, в которой понятие материи почти не отличается от понятия энергии; позднее появились различные теории строения атома, которые дополнили понятие материи множеством новых идей.
Но как раз в этой области более чем в какой-либо другой научные теории отличаются от понятий обыденной жизни. Для непосредственной ориентировки в мире феноменов нам необходимо отличать материю от энергии, а также различать три состояния материи: твердое, жидкое и газообразное. Вместе с тем, приходится признать, что даже эти три известные нам состояния материи различаются ясно и неоспоримо только в таких «классических» формах, как кусок железа, вода в реке, воздух, которым мы дышим. А переходные формы бывают разными и совпадают друг с другом; поэтому мы не всегда знаем точно, когда одно перешло в другое, не можем провести четкой разграничительной линии, не можем сказать, когда твердое тело превратилось в жидкость, а жидкость – в газ. Мы предполагаем, что разные состояния материи зависят от разной силы сцепления молекул, от быстроты и свойств молекулярного движения, но мы различаем эти состояния только по внешним признакам, очень непостоянным и зачастую перемешивающимся между собой.
Можно определенно утверждать, что каждое более тонкое состояние материи является более энергетическим, т.е. заключающим в себе как бы меньше массы и больше движения. Если материю противопоставить времени, то можно сказать, что чем тоньше состояние материи, тем больше в нем времени и меньше материи. В жидкости больше «времени», чем в твердом теле; в газе больше «времени», чем в воде.
Если мы допустим существование еще более тонких состояний материи, они должны быть более энергетическими, чем признаваемые физикой; согласно вышесказанному, в них должно быть больше времени и меньше пространства, больше движения и меньше времени. Логически необходимость энергетических состояний материи давно уже принятия в физике и доказывается очень понятными рассуждениями.
Что такое, в сущности, субстанция? – пишет Ш. Фрейсинэ в «Очерках по философии науки». – Определение субстанции никогда не отличалось большей ясностью и сделалось еще менее ясным после открытий современной науки. Можно ли, например, назвать субстанцией тот таинственный агент, к которому прибегают физики для объяснения явления теплоты и света? Этот агент, эта среда, этот механизм – назовите, как угодно – существует, так как проявляется в неопровержимых действиях. Однако он лишен тех качеств, без которых трудно представить себе субстанцию. Он не имеет веса, у него, возможно, нет и массы; он не производит непосредственного впечатления ни на один из наших органов чувств; одним словом, у него нет ни одного признака, который указывал бы на то, что некогда называли «материальным». С другой стороны, это не дух, по крайней мере, никому не приходило в голову называть его таким образом. Но неужели только потому, что его нельзя подвести под категорию субстанции, его реальность следует отрицать?
Можно ли по той же причине отрицать реальность того механизма, благодаря которому тяготение передается в глубину пространства со скоростью, несравненно большей скорости света (Лаплас считал ее мгновенной)? Великий Ньютон полагал невозможным обойтись без этого агента. Тот, кому принадлежит открытие всемирного тяготения, писал Бентли:
«Чтобы тяготение было прирожденно и присуще, свойственно материи в том смысле, что одно тело могло бы действовать на другое на расстоянии через пустое пространство, без посредства чего-либо, при помощи чего и сквозь что могли бы передаваться действие и сила от одного тела к другому, мне кажется таким абсурдом, что, я думаю, ни один человек, способный философски рассуждать, не впадет в него. Тяготение должно производиться агентом, обнаруживающим свое непрерывное влияние на тела по известным законам; но материален этот агент или не материален? Этот вопрос и представляется оценке моих читателей» (3-е письмо к Бентли от 25 февраля 1692 года).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85