Gepard

 

                      Prawa natury są prostsze w wyższych wymiarach

 Peter Freund, profesor fizyki teoretycznej w Instytucie Fermiego, stał się jednym z pionierów prac nad teoriami hiperprzestrzeni. Zawsze podkreślał, że prawa natury stają się prostsze i bardziej eleganckie, kiedy formułujemy je w wyższych wymiarach, będących ich naturalnym miejscem. Mało tego – tylko w wyższych wymiarach jest możliwe zjednoczenie wszystkich fizycznych oddziaływań, czyli unifikacja.

      Wyjaśniając, czemu wyższe wymiary tak pobudzają wyobraźnię naukowców, Freund posługuje się analogią pod tytułem Gepard.

Otóż popatrzmy na geparda – piękne, zwinne zwierzę, jedno z najszybszych na Ziemi, wędrującego swobodnie po sawannach Afryki. W swoim naturalnym środowisku to wspaniałe zwierzę jest dziełem sztuki, niezrównanym pod względem prędkości i wdzięku.

Teraz przyjmijmy, że gepard został schwytany i umieszczony w ciasnej klatce w zoo. Pokazywany dla naszej rozrywki stracił swój niepowtarzalny wdzięk i piękno. Zamiast właściwej mu siły i elegancji widzimy jedynie smętne widmo geparda.

Teraz możemy porównać geparda do praw fizyki, które są piękne jedynie w swoim naturalnym środowisku, a jest nim wielowymiarowa czasoprzestrzeń. Jednak mierzyć prawa fizyki potrafimy tylko wtedy, gdy znajdują się w sterylnej klatce, którą jest nasze trójwymiarowe laboratorium.

                Sawanna aż po horyzont

Nic dziwnego zatem, że oglądamy prawa fizyki - geparda wtłoczone do więzienia ciasnej klatki, a więc pozbawione gracji i wdzięku. Tak jak dla geparda domem jest sawanna aż po horyzont, tak dla praw fizyki właściwym miejscem jest hiperprzestrzeń.

     Aby zilustrować, w jaki sposób dodanie wyższych wymiarów może uprościć zagadnienie, przypomnijmy sobie wojny prowadzone przez starożytny Rzym. Wielkie wojny rzymskie, składające się z wielu mniejszych bitew, przebiegały zawsze w sporym zamieszaniu, wśród plotek i mylnych informacji napływających do obu walczących stron. Rzymscy wodzowie działali często na ślepo, ponieważ bitwy toczono na kilku frontach jednocześnie. Rzym wygrywał bardziej dzięki brutalnej sile, niż elegancji swojej strategii. Dlatego jedną z naczelnych zasad sztuki wojennej jest zdobycie wyżej położonego terenu, czyli wzniesienie się w górę, w trzecim wymiarze, ponad dwuwymiarowe pole bitwy. Z dogodnego miejsca na wzgórzu, czy po prostu optymalnej wysokości, mamy panoramę pola bitwy. Wtedy chaos wydaje się znacznie mniejszy. Jednym słowem ten chaos mniejszych potyczek oglądany z trzeciego wymiaru – wysokości, wydaje się znacznie mniejszy. On scala się w spójny, jednolity obraz.

      Innym zastosowaniem opisanej zasady, że natura staje się prostsza w wyższych wymiarach, jest główna idea szczególnej teorii względności Einsteina, a więc odkrycie, że czas jest czwartym wymiarem połączonym z trzema innymi – z przestrzenią. Co zostało zawarte w słynnym równaniu fizyki  E= mc kwadrat, wyrażającym jedność materii i energii.