Рай под колпаком

Экстраполяция трехмерного мира на плоскость (в двухмерный мир) широко используется человеком — это и картография, и всевозможные чертежи архитектурных строений, и многое другое. Исходя из всего этого, зададимся вопросом: а не пытаемся ли мы экстраполировать свои воззрения об окружающем нас пространстве на микромир? Не уподобляемся ли мы при этом древним, представлявшим Землю плоской, звездное небо неподвижной сферой, а весь окружающий мир геоцентрическим?

Известно, что плотность частиц в ядре атома чрезвычайно высока. А что, если представить, будто с увеличением плотности вещества происходит ломка привычного нам трехмерного пространства, и элементарные частицы, чтобы разместиться в микромире, переходят в многомерное пространство? Тогда тот самый барьер, который приходится преодолевать элементарным частицам при синтезе или распаде ядра атома, можно считать барьером между трехмерным пространством и многомерным.

Однако, прежде чем рассмотреть строение атома в четырехмерном пространстве, обратимся к азам топологии.

На рис. 1 представлены квадрат, куб и четырехмерный куб. Это своего рода элементарные ячейки двумерного (квадрат), трехмерного (куб) и четырехмерного (четырехмерный куб) пространств; стороны которых являются координатами этих пространств, Назреем эти координаты следующим образом: АВ — долгота, АС — широта, АЛ — высота и, скажем, АЕ — глубина. Все эти координаты пространственные (то есть измеряются как расстояние), и угол между ними составляет 90°. Обратим внимание, что в квадрате имеются две пары параллельных сторон (АС иВF,АВи СЕ), в кубе — три пары параллельных плоскостей (АСFВи DGHI, АСGD и ВFН1, АDIВ и СGHF), а в четырехмерном кубе — четыре пары параллельных пространств (АСFBDGHI и EJKLNMOP, АСFBEJKL и DGHINMOP, ACGDEJMN и BFHILKOP, ADIBENPL и CGHFJMOK).

Но, прежде чем приступить к рассмотрению теории топологического строения атомов, следует абстрагироваться от мнения, навязанного нам писателями-фантастами, что параллельные пространства существуют независимо друг от друга и никоим образом не пересекаются и не взаимодействуют. На самом деле все не так — как невозможно вычислить объем без определения площади поверхности, так и многомерные пространства тесно связаны с трехмерными пространственными координатами и проявляются в трехмерном мире в виде проекций. Древний человек, глядя на небо, представлял трехмерную Вселенную в виде плоской сферы — аналогично этому в трехмерный мир проецируются многомерные миры, а также параллельные трехмерные пространства с их вещественностью (массой и энергией), но, естественно, в искаженном проекцией виде. Уяснив это, можно приступить и к рассмотрению топологической теории строения атома.

Проведем мысленный эксперимент. Допустим, в трехмерном пространстве существует образование, представленное на рис. 2.

Протоны, находящиеся в центрах плоскостей ACFB и DGHL, соединены между собой двумя нейтронами трехмерном пространстве, а электроны вращаются вокруг протонов строго в плоскостях, в которых расположены протоны. Поскольку речь идет о мысленном допущении, то вопрос о правомерности такого образования пока не стоит. Вопрос чисто фантастический: в каком виде увидит это образование обитатель двумерного мира плоскости AÇFB? Так как понятие третьей координаты, то есть высоты, для него нереально и проекция этой координаты в его двумерный мир равна нулю, он получит следующую картинку, представленную на рис. 3.

То есть ядро атома, состоящее из двух протонов и двух нейтронов, и вращающиеся вокруг ядра по одной орбите два электрона. При этом электроны странным образом не сталкиваются между собой и… и не «падают» на ядро. Поразмыслив над такой необычной ситуацией и не догадываясь, что это лишь совмещенная проекция из параллельного двумерного пространства, наблюдатель из двумерного мира отнесет такое поведение электронов, скажем, на счет их противоположных спинов, или, упрощенно, собственного вращения электронов вокруг своей оси.

А теперь представим несколько иную картину, пользуясь рис. 2. Представим, что плоскости двумерных параллельных пространств ACFB и DGHI являются объемными трехмерными параллельными пространствами ACFBDGHI и EJKLNMOP (рис. 1, четырехмерный куб), в которых вокруг протонов вращаются электроны, а ось, по которой соединяются протоны и нейтроны, — координата четвертого измерения (глубина). Тогда проекция этого образования в наш трехмерный мир и будет той самой планетарной моделью, которую нарисовал Резерфорд.

Для упрощения понимания теории лучше пользоваться рис. 2, экстраполируя двумерные пространства в трехмерные, а трехмерное — в четырехмерное, но учитывая при этом, что если в трехмерном кубе — шесть попарно параллельных сторон, то в четырехмерном кубе — восемь попарно параллельных пространств.