Размерность времени. Обычно факт трехмерности пространства и одномерности времени физического мира, в котором мы живем, постулируется. Это тоже одна из загадок: почему это именно так, а не иначе? Сейчас этот вопрос ставится в такой форме: каким образом можно объяснить четырехмерность пространства-времени? При этом для ответа на вопрос нужно найти теорию из физики микромира, в которой постулируемые классические представления о пространстве и времени возникали бы как вторичные для описания макроявлений.

Сложились два подхода к решению проблемы размерности (Ю.С. Владимиров):

1) Изучение особенностей четырехмерной физической теории по сравнению с предполагаемыми теориями, использующими многообразия иной размерности, отличной от четырехмерной (А.Эддингтон, П.Эренфест, А.Эйнштейн и их последователи).

2) Построение теорий, соответствующих физическим взаимодействиям: электромагнитному, слабому, сильному, гравитационному – на основе размерности больше четырех (Т.Калуца, О.Клейн и их последователи).

В развитии первого подхода ставилась задача: во-первых, выбрать закон или фактор, который может претендовать на фундаментальность в мире в пространстве-времени четырех измерений, и, во-вторых, исследовать, зависит ли он от размерности многообразия. В итоге была получена картина уникальности нашего мира во многих отношениях. Был получен длинный список особенностей четырехмерного мира. Так, например, только в условиях пространства-времени четырех измерений (и меньше) устойчивы атомы. Это направление исследований развивается, и пока не найдено достаточных оснований для замены постулата о четырехмерности каким-либо другим.

Во втором подходе, прежде всего, начала развиваться единая пятимерная теория гравитации и электромагнитного, а затем и других полей. Сложилось иное, чем в первом случае направление мысли, и возникли иные вопросы, такие как: что кроется за проявлениями пятимерности физического пространства-времени, как совместить пятимерные теории с особенностями четырехмерного пространства-времени, что кроется за следующими измерениями, на каком числе измерений следует остановиться, существует ли предел числу измерений. Начали интенсивно развиваться теории с увеличивающейся размерностью. При этом, конечно, возникали и новые проблемы. С проблемой размерности оказались связанными фундаментальные проблемы физики: объединение гравитационных взаимодействий с электромагнитными, слабыми, сильными и ряд других. Для объединения четырех видов физических взаимодействий, считается, достаточно семи или восьми измерений. История многомерных теорий поля далеко не закончена.

Появление представлений о многомерных пространствах является важной вехой в развитии учения о структуре пространства и времени в физике. До сих пор не сформулировано достаточных оснований для того, чтобы обязательно мыслить физические объекты в отношениях, соответствующих четырехмерному пространству.

В.П.Казарян