В 1921 году польский физик Калуца высказал гипотезу, что гравитацию и магнетизм можно объединить в единую систему, если допустить существование четвертого пространственного измерения, т. е. если перейти от четырехмерного к пятимерному континууму (пятым измерением остается время) (курсив — ред.). В этом случае гравитация и магнетизм могут рассматриваться как следствие искривления трехмерного пространства в четвертом измерении и создаются предпосылки для создания теории единого поля.
В 1926 году швед Клейн, пытаясь разрешить загадку пятого измерения, высказал предположение, что оно "свернуто" до очень малых размеров, а потому не наблюдается нами. Эти работы положили начало нескольким более поздним гипотезам по многомерной структуре пространства, изложенным в ряде работ по квантовой физике, причем количество пространственных измерений в этих гипотезах варьируется в очень широких пределах. В последние десятилетия (60–80 годы) была разработана теория суперструн, которая уже предполагает отказ о г понятия "частица" и замену ее многомерной струной.
Таким образом, в квантовой физике концепция многомерности пространства постепенно завоевывает позиции. Это связано с тем, что многие явления, наблюдаемые в микромире, вообще не объяснимы без привлечения многомерности. Однако, признавая факт существования многомерности пространства в микромире, большинство физиков отрицают допустимость использования этой концепции при рассмотрении проблем макромира (курсив — ред.).
Но даже и в микромире многомерность в какой-то степени пытаются свести к привычному четырехмерному континууму. Приводится, например, такая аналогия. Если представить себе трубу, имеющую некоторые геометрические параметры (длину, диаметр, толщину стенок), и отнести ее на значительное расстояние от наблюдателя, то она будет представляться ему не как объемный объект, а как тонкая линия, не имеющая геометрических размеров, кроме длины. Таким образом, предполагается, что высшие пространственные измерения существуют где-то за гранью реального восприятия окружающего мира и могут, рассматриваться как элементы четырехмерного континуума без нарушения его структуры и строения.
Пожалуй, основной причиной этого является то, что большинство физиков рассматривают многомерность пространства как объективную реальность, которая может проявляться (или не проявляться) в том или другом случае. Академик Э. Кольман писал по этому поводу: "Гипотезы о том, что вне пределов доступного нам опыта пространство может оказаться, например, четырехмерным или двухмерным, а время, скажем, двухмерным, не могут быть подкреплены пока никакими фактами. Однако они не содержат также ничего противоречащего научным знаниям, ничего сверхъестественного".
Следствием такой позиции являются попытки выявить случаи, где проявляется многомерность, рассчитать количество измерений и т. п. Мы считаем, что это принципиально ошибочная позиция. Правильнее предположить, что многомерность — это не объективная реальность, а форма восприятия объективной реальности. Мир всюду многомерен, но его восприятие ограничивается возможностями наших органов чувств и способностью осознания получаемой информации. Для нас существует предел осознаваемой мерности, через который мы переступить не можем.
Поясним это примером. Предположим, что мы вошли в темную комнату, стены которой украшены прекрасной росписью. Но наши органы чувств (глаза) не воспринимают света, отраженного от стен и предметов в этом помещении. Поэтому мы теряем способность оценивать окружающую среду, мы не видим росписи стен, не может представить себе ни размера комнаты, ни ее конфигурации. При перемещении на ощупь, по набитым шишкам мы сможем в какой-то степени получить некоторое представление о том, что нас окружает, но оно будет очень неполным. Мы не сможем судить о росписи стен, да и многие другие детали для нас окажутся недоступными.
В геометрической интерпретации мерность определяется количеством взаимно перпендикулярных прямых, которые можно восстановить из одной точки. Так, на плоскости можно вычертить только два перпендикуляра (двухмерная система). В объеме таких прямых можно построить уже три (трехмерная система). Исходя из этой логики, четырехмерная система должна допускать построение из одной точки четырех взаимно перпендикулярных линий. По нашим представлениям, это сделать невозможно.