U Platonovoj pećini, senke su jedina stvarnost -(Platon, Republika)
U Platonovoj alegoriji (metafori, paraboli) o Pećini govori se o ljudima-zatvorenicima koji se nalaze u unutrašnjosti pećine i tako su postavljeni da mogu da vide samo prazan zid pećine ispred sebe. Iza leđa tih ljudi-zatvorenika događa se stvarnost, ali oni mogu da vide samo senke te stvarnosti na zidu , i na osnovu te igre senki formiraju sliku “pravog” sveta.
Ova ideja – da je priroda, i stvarnost uopšte – samo odraz, ili senka, neke dublje i istinskije suštine provlači se kroz veliki deo istorije ljudske misli. Naša čula i opažanje nisu dovoljni da neposredno sagledamo sveukupnost sveta koji nas okružuje. Nama su dostupne samo senke.
Takav način razmišljanja je posebno zastupljen u prirodnim naukama: mi nismo u stanju da neposredno vidimo fizičke zakone, već samo njihove manifestacije u stvarnosti koja nas okružuje. Pad jabuke sa drveta, na primer, jeste manifestacija zakona gravitacije, i bilo je potrebno mnogo vekova, i genijalnost jednog Njutna, da uvidimo da i Mesec pada na Zemlju po istom zakonu univerzalne gravitacije kao i jabuka, ali da do nje nikad ne stigne jer ima tangencijalnu brzinu, pa oko Zemlje kruži.Na sličan način, i po istom zakonu, Zemlja pada na Sunce, Sunce pada u centar galaksije, itd. Ukratko, prema univerzalnom zakonu gravitacije, masivna tela oko sebe imaju gravitaciono polje, tj. prostor u kome se oseća gravitaciona sila, kojom se masivna tela privlače.
Pre tačno 100 godina, 1915. godine, Ajnštajn je formulisao Opštu Teoriju Relativnosti kojom je otišao korak dalje od Njutna. On je, naime, gravitacionu silu masivnih tela uspeo da svede na geometriju prostora: masivna tela u prostoru deformišu prostor oko sebe, pa se kretanje drugih masivnih tela u tako deformisanom prostoru opaža kao prisustvo gravitacione sile. Na taj način je ova sila samo manifestacija nečeg fundamentalnijeg – geometrijske deformacije prostora u kome postojimo. Ovakva geometrijska re-formulacija gravitacije je eksperimentalno potvrđena astronomskim merenjima savijanja putanje svetlosti udaljenih zvezda kada ta svetlost do nas stigne prolazeći blizu Sunca (ova merenja su izvođena tokom pomračenja Sunca). Svetlost se kreće najkraćom putanjom pored masivnog Sunca, i ta putanja je zakrivljena linija.
Da bi matematički formulisao svoje dve teorije relativnosti (SpecijalnuiOpštu, 1905. i 1915. godine), Ajnštajn je uveo pojam prostor-vremena, tj. četvorodimenzionog kontinuuma, (tri prostorne koordinate i jedna vremenska) kao prirodni opis fizičkog “položaja” tela. Nije, naime, dovoljno reći da se neka jabuka nalazi na tom-i-tom drvetu, na 3 metra visine, već je potrebno precizirati da li se ona tu nalazi sada ili, recimo, da je tamo bila juče u podne. Ovakve finese se u svakodnevnom govoru zanemaruju, ili podrazumevaju, ali su one prilikom preciznog opisa kretanja tela neophodne.
Ajnštajn je kasnije u naučnoj karijeri pokušavao da napravi unifikovanu teoriju gravitacije i elektromagnetizma, ali u tome nije uspeo. Valja reći da ni danas, uprkos mnogim pokušajima, gravitaciona sila nije unifikovana sa ostale tri sile (elektromagnetskim, slabim i jakim silama) koje poznajemo u fizici. Ta neka dublja, unifikovana realnost, ako postoji, za sada nam izmiče.
Četiri godine po objavljivanju Ajnštajnove Opšte Teorije Relativnosti, nemački fizičar Teodor Kaluza je pokušao da vidi da li bi uvođenjem još jedne ekstra “dimenzije” u stvarnost koja nas okružuje dovelo do novih spoznaja te stvarnosti. Kaluza je, pored tri prostorne i jedne vremenske dimenzije, uveo i petu dimenziju (zovimo je x5) u formalne jednačine Opšte Teorije Relativnosti. Ova peta dimenzija sadrži parametre karakteristične za elektromagnetske interakcije.Naime, ako gravitacija potiče od oblika prostora samog, da li možda i druge pojave imaju isti uzrok? Da li su elektromagnetske sile posledica neke svojevrsne geometrije prostora? Kaluza je svoj račun uradio kao matematičku vežbu, ali je primetio nešto zaista fantastično. U ovom specijalnom petodimenzionom prostor-vremenu, kada se posmatra iz četvorodimenzionog, ajnštajnovskog prostor-vremena, dobiju se dve grupe jednačina: prva grupa je jednačina Opšte Teorije Relativnosti, a druga jednačine elektromagnetizma. Barem formalno, gravitacija i elektromagnetizam su unifikovani u petodimenzionom prostoru!
Obradovan ovim rezultatom, Kaluza šalje pismo Ajnštajnu opisujući svoje rezultate. Ajnštajn je bio impresioniran ovim rezultatom (i to oduševljenje ga nije ostavilo do kraja naučne karijere). Na Ajnštajnovu preporuku, dve godine kasnije, 1921,Kaluzin rad je objavljen u naučnom časopisu.
Postoji, međutim, jedan problem u celom formalnom pristupu Teodora Kaluze: šta je fizički smisao te formalno uvedene pete dimenzije, i da li se mi kroz tu dimenziju krećemo?
Matematički odgovor na ovo pitanje je našao Oskar Klajn. On je formulisao teoriju tako da je peta dimenzija “mala” u poređenju sa drugim dimenzijama prostora. Obično se kao ilustracija navodi veoma dugo baštensko crevo: posmatrano sa velike udaljenosti, to crevo izgleda kao da ima samo jednu dimenziju – svoju dužinu. Izbliza gledano, međutim, ono ima i poprečnu dimenziju koja je “mala” u poređenju sa dužinom creva i “zatvorena” je, na neki način. U Kaluza-Klajnovoj teoriji, tela koja se kreću u jednom smeru duž pete dimenzije imaju pozitivno naelektrisanje, i suprotno kada se kreću u drugom smeru.U formulaciji KK teorije pojavljuju se i neke neodređene konstante čija priroda nije poznata, niti se zna njihovo fizičko značenje.Ukratko, naučni svet je u to vreme bio zaokupljen novom vrstom fizike, kvantnom mehanikom, i KK teorija je pala u zaborav.
Bezmalo šest decnija kasnije, kada su napori da se gravitacija objedini sa preostale tri poznate fizičke sile u prirodi uzeli maha, KK teorija je ponovo uzeta u razmatranje i konceptualno oživela. Teorija struna, kako se danas teorija unifikacije zove, pokazala je da KK teorija nije dovoljna za potpuni opis realnosti. Mi ne znamo ni da li će današnja teorija struna, razvijena u 10 ili 11 dimenzija, opstati kao teorija stvarnosti, ali osnovni koncept KK teorije je opstao u fizici. Čini se da “stvarna” stvarnost u kojoj postojimo ima mnogo više dimenzija nego što mi opažamo, a mi je vidimo samo kao igru senki na zidu one Platonove pećine.
Šire poetske, socijalne, političke i estetske implikacije KK koncepta ostavljam onima koji su stručniji i maštovitiji od mene.