— Не знаю, право, что и сказать, — пробормотал я. — Конечно, я немного знаком с четвертым измерением; но то, что вы мне сейчас сказали, выходит из рамок моих познаний.
— Не лучше ли, если я поясню более детально?
— Буду очень рад.
— Лучше всего вы получите элементарное представление о возможностях сверхпространства, если прибегнете к аналогии, сравнивая, например, характеристики трехмерных предметов со свойствами обитателей пространства, обладающих только двумя измерениями — и даже одним.
Представьте себе существо вроде очень тонкого червяка, настолько тонкого, что его толщиной в ширину и в высоту можно пренебречь; у него будет только длина. Вот пример одномерного существа, иногда называемого «унодимом». Такой унодим мог бы двигаться вперед по прямому направлению или назад опять-таки по прямой линии, но был бы абсолютно лишен возможности двигаться вправо или влево, вверх или вниз. Чтобы лишить свободы подобное существо, вам стоило бы только положить одну песчинку впереди него и одну позади — оно не смогло бы свернуть в сторону или податься вверх, чтобы миновать препятствие.
Теперь придадим мысленно еще одно измерение — ширину. У нас получится плоскотелое существо, «дуодим». В природе можно найти некоторое подобие такого существа, стоит только представить себе совершенно плоскую черепаху или камбалу. Но всякая черепаха имеет весьма ощутительную толщину, тогда как наше воображаемое «плоскотелое» должно быть тоньше тончайшего листа бумаги или золота.
Движения такого существа должны были бы происходить только в одной плоскости. Оно могло бы двигаться вперед и назад, вправо и влево, но только не вверх и не вниз. Чтобы приковать его к месту, вам достаточно было бы очертить около него круг карандашом, и «плоскотелое» не смогло бы выбраться за периферию — разве только, если ему удалось бы пробить брешь в черте из графита.
Предположим теперь, что внутри окружности находились бы два таких существа, а третье, трехмерное существо, вроде меня или вас, взяло бы одно из «плоскотелых» и, сообщив ему движение в пространстве трех измерений, поместило бы его вне круга. Оставшемуся дуодиму исчезновение его товарища казалось бы совершенно необъяснимым. И если бы ему удалось прорваться сквозь карандашную черту и найти второе плоскотелое в той же плоскости, но вне окружности, оно было бы совершенно озадачено: как это его товарищ умудрился туда попасть?
Если допустить, что могут быть на свете существа четырех измерений, то любому из них было бы так же легко перенести хотя бы вас из этой комнаты, не открывая ни окна, ни двери, как вам легко было бы перенести дуодима за карандашную черту. По-видимому, таких существ нет, но мы зато сами можем совершать подобные чудеса посредством соответствующих механических приспособлений.
Вернемся еще раз в страну плоскотелых, где все предметы обладают только двумя измерениями. Теоретически мы можем представить себе подобные предметы, но в окружающей нас жизни они не существуют.
— Простите, профессор, — перебил я его, — мне кажется, я могу указать вам на пример двухмерного предмета. Как-то я слышал радиолекцию одного знаменитого научного популяризатора, который сравнил двухмерный предмет с тенью. Ведь очевидно, что тень, имея длину и ширину, не имеет толщины.
— Это прекрасная иллюстрация, — сказал профессор Баннинг, — только нашему научному лектору следовало бы вместо слова «тень» употребить выражение «проекция тени». Под словом «тень» надо понимать все пространство, куда свет не допускается затеняющим предметом; поэтому тень, хотя и не может быть ощупана, но несомненно имеет три измерения. Я рад, что вы привели мне эту аналогию, потому что она великолепно помогает осветить затронутый мною вопрос.
Рассмотрим тень, падающую от круглой серебряной монеты. Предположим, что лучи света параллельны друг другу и перпендикулярны к плоскости монеты и к совершенно плоской стене, на которой проектируется тень. Последняя изобразится на стене в виде темного кружка, имеющего только два измерения, но сама тень будет цилиндром, одним основанием которому служит монета, другим же — проекция тени на стене, а высота цилиндра будет равна расстоянию от монеты до стены.
Если вы поместите кусок плоского картона параллельно монете в любом месте между нею и стеной, на картон упадет двухмерная проекция. Это доказывает, что трехмерная цилиндрическая тень в действительности состоит из бесконечного числа кругообразных проекций, из которых ни одна не имеет поддающейся измерению толщины.
Но едва ли можно рассматривать тень, как существующий сам по себе материальный объект, хотя Питер Пэн будто бы и потерял свою тень. Есть еще и немецкое сказание о другом Петре — о Петре Шлемиле, который продал свою тень дьяволу. В этой прелестной сказке Адальберта Шамиссо его сатанинское величество скатывает тень в трубку, как кусок обоев, и уносит ее под мышкой. Нечего и говорить, что все это чистейшие фантазии.
Чтобы наше «плоскотелое» действительно могло существовать, оно должно состоять из молекул вещества, а это уже само по себе выдвигает необходимость хоть какой-нибудь толщины, — пусть даже в одну миллионную долю толщины самого тонкого листка золота — то есть, тончайшего из известных нам и поддающихся осязанию предметов. По сравнению с длиной и шириной нашего предмета такая ничтожная толщина практически равнялась бы нулю. Однако, мы можем представить себе, что, накладывая друг на друга эти предметы в очень большом числе, мы достигнем некоторой толщины, которую можно будет измерить — подобно тому, как мы представляем себе трехмерную тень состоящей из бесконечного числа двухмерных предметов.
Далее, допустим, что три плоскотелых существа оказались достаточно умственно развитыми, чтобы думать в пространстве трех измерений и представлять себе возможность движения в трехмерном пространстве. «Дуодим» № 1, будучи математиком, рисует чертеж какого-нибудь трехмерного предмета, хотя бы цилиндра, наподобие того, как художник на совершенно плоском листе бумаги создает картину пространственных предметов.
Предположим также, что дуодим № 2, опытный механик, на основании этого чертежа вырезывает очень большое число кружков из какого-нибудь материала — разумеется, чрезвычайно тонкого — и накладывает круги один на другой, пока у него не получится цилиндр. От этого уже только один шаг, чтобы изготовить два прута, скрепить их по-средине в виде щипцов и придать им надлежащий изгиб с тем, чтобы дуодим № 3, который умеет превосходно манипулировать инструментами, получил возможность перемещать различные неподалеку расположенные предметы в той же плоскости. Быть может, схематический чертеж сделает мою мысль более ясной.
И профессор, взяв карандаш и бумагу с кухонного стола, служившего мне для письменных занятий, быстро набросал рисунок.
— Простите меня, — вставил я. — Но я боюсь, что в вашей теории есть серьезный недочет. Для того, чтобы ухватить какой-нибудь предмет таким приспособлением, ваше плоскотелое должно само двигаться в трехмерном пространстве, а согласно нашей предпосылке, это невозможно.
— Совершенно правильно, — согласился профессор. — Мой эскиз вовсе и не претендовал на достоинство точного и практически осуществимого чертежа, а должен был только служить иллюстрацией моей идеи. Однако, при ваших познаниях в механике разве вам трудно было бы сконструировать такую систему, посредством которой движение в известной плоскости могло бы быть преобразовано в движение под прямым углом к этой плоскости? Согласитесь, что это вполне осуществимо.