В повседневном опыте мы оперируем тремя пространственными измерениями — длиной, шириной и высотой, — считая их фундаментальной и неизменной данностью. Однако квантовая механика допускает куда более причудливую картину: новая теория описывает системы, в которых само число измерений перестаёт быть константой, а становится квантовым свойством, способным принимать несколько значений одновременно — подобно тому, как электрон может находиться в суперпозиции спиновых состояний.
Представьте воздушный шар: на холоде он сжимается в почти плоский диск, а в тепле расширяется в объёмную сферу. Квантовый «шар» в этой теории существует сразу в обеих геометрических формах — двумерной и трёхмерной, — а результирующая, усреднённая геометрия определяется температурой. Расчёты показывают, что при низких энергиях система ведёт себя как двумерная, а при высоких — как трёхмерная. Именно этот механизм, согласно теории, закрепил три макроскопических измерения в нашей Вселенной: они оказались энергетически наиболее выгодными при её остывании после Большого взрыва.
Такой подход радикально меняет наши представления о пространстве-времени — его кривизне и структуре — в экстремальных условиях, например, вблизи чёрных дыр, где размерность может динамически меняться. Иными словами, сама геометрия вовлекается в квантовый танец, увязывая фундаментальные понятия порядка и энтропии — меры хаоса — с температурой. Даже в кажущейся пустоте космического вакуума измерения не застывают намертво, а «мерцают», флуктуируя между разными размерностями, словно сама ткань реальности дышит на квантовом уровне.
Даже пустое пространство на квантовом уровне не пусто — оно кипит виртуальными частицами. Теперь и само число измерений может присоединиться к этому танцу.
Как ТАРДИС из «Доктора Кто», которая больше внутри, чем снаружи, эта теория играет с идеей, что измерения могут быть изменчивыми.