Книга: Вселенная Стивена Хокинга
Назад: Оксфорд
Дальше: Гравитационные волны

Кембридж

Я приехал в Кембридж в октябре 1962 года и хотел попасть к Фреду Хойлу, самому известному британскому астроному того времени и убежденному защитнику теории стационарной Вселенной. Я говорю «астроному», потому что в то время космология еще не признавалась как наука. Но именно в этой области, вдохновленный летним курсом, прочитанным одним из студентов Хойла Джайантом Нарликаром, я хотел проводить исследования. Однако у Хойла уже было достаточно студентов, поэтому, к моему величайшему разочарованию, меня определили в группу Денниса Сиама, о котором я даже не слышал.
Вероятно, это было и к лучшему. Хойл часто бывал в разъездах, Сиама же, напротив, всегда был доступен для разговора. Я не соглашался со многими из его идей, в частности касающимися принципа Маха, согласно которому инертные свойства каждого физического тела определяются всеми остальными физическими телами во Вселенной. Но эти споры определенно способствовали созданию моего собственного видения.
Когда я начинал заниматься наукой, самыми привлекательными областями для исследования мне казались космология и физика элементарных частиц. Последняя была активно и быстро развивающейся областью, в которой были задействованы лучшие умы. Космология же и общая теория относительности, напротив, застопорились на уровне, достигнутом в тридцатые годы двадцатого столетия. Ричард Фейнман, лауреат Нобелевской премии и один из величайших физиков XX века, в одном из писем к своей супруге дал забавное описание своего посещения конференции по теории относительности и гравитации, которая проходила в Варшаве в 1962 году. Он писал: «Я не вынес из этой конференции ничего, ничему не научился. Потому, наверное, что эта область бездействует, нет никого, кто бы исследовал ее, слишком немногие из ученых интересуются ею. Результат – бесполезная трата времени в компании совершенных болванов (126) – а это плохо сказывается на моем давлении. Напомни, чтобы я никогда больше не ездил на конференции по гравитации!»
Конечно, начиная свои исследования, я об этом не подозревал. Но для меня было очевидным, что изучение элементарных частиц в то время чем-то напоминало ботанику. Квантовая электродинамика, объясняющая эффекты взаимодействия излучения с веществом и последовательно описывающая электромагнитные взаимодействия между заряженными частицами и потому превалирующая в химии и исследованиях структуры атома, была полностью разработана в 40–50-е годы XX века. Теперь внимание было смещено в сторону слабого и сильного ядерного взаимодействий, но ни одна из предложенных теорий поля, похоже, не объясняла эти взаимодействия. Даже Кембриджская школа заявляла об отсутствии основополагающей теории поля. Вместо этого все определялось унитарностью, то есть сохранением вероятности, и определенными характерными закономерностями рассеивания частиц. Теперь, когда я оглядываюсь назад, мне кажется удивительным, что тогда я считал такой подход рабочим. Но мне помнится и то презрение, которое обрушивалось на первые попытки создания единой теории поля, должной объяснить в том числе и слабое ядерное взаимодействие. Теперь именно созданию единой теории уделяют основное внимание. Матрицей рассеяния теперь уже никто не занимается, и сегодня я рад, что не стал писать диссертацию по элементарным частицам, ибо все мои идеи были бы обречены на провал.
С другой стороны, к тому времени назрела необходимость изучения долгое время остававшихся без внимания космологии и гравитации. В отличие от элементарных частиц, там существовала вполне определенная теория – общая теория относительности, которая тем не менее считалась невероятно сложной. Ученые были так счастливы, когда находили очередное решение уравнений поля Эйнштейна в общей теории относительности, что вовсе не задумывались над тем, имеет ли оно какую-то значимость для физики. Это была старая школа общей теории относительности, с представителями которой Фейнман столкнулся в Варшаве. По иронии судьбы, именно Варшавская конференция стала поворотным моментом в возрождении общей теории относительности, хотя в то время Фейнман этого не разглядел.
На арену выходили представители нового поколения ученых, появились новые исследовательские центры, внимание которых было устремлено на изучение общей теории относительности. Два таких центра были очень близки мне. Первый находился в Гамбурге в Германии, и руководил им Паскуаль Йордан. Я так и не посетил сам центр, но всегда восхищался статьями, отличавшимися элегантностью решений от всего того, что писали по теории относительности раньше. Другой центр, руководил которым Герман Бонди, находился в Королевском колледже Лондона.
Видимо, потому что мне не хватало полученных в Сент-Олбансе и Оксфорде знаний по математике и физике, Сиама предложил мне заняться астрофизикой. Но подстегиваемый отказом Хойла, я не планировал заниматься чем-то скучным и приземленным вроде магнитооптического эффекта Фарадея. Я приехал в Кембридж изучать космологию и отступать не собирался. Я перечитал множество старых книг по общей теории относительности. Каждую неделю вместе с еще тремя студентами Сиамы я ездил на лекции в Королевский колледж Лондона. Я слушал лекции, следил за выкладками, но никак не мог прочувствовать этот предмет.

 

Сиама познакомил меня с так называемой электродинамикой Уилера – Фейнмана. Согласно этой теории электричество и магнетизм симметричны относительно изменения направления времени. Однако при включении лампы световые волны начинают распространяться от нее в разные стороны (за счет влияния всего вещества во Вселенной), но не наоборот. Другими словами, световые волны не могут приходить из бесконечности и собираться в лампе. Чтобы электродинамика Уилера – Фейнмана работала, необходимо, чтобы весь свет, исходящий от лампы, поглощался остальной материей во Вселенной. Но это положение истинно только для стационарной вселенной, в которой плотность материи остается неизменной, но вовсе не для Вселенной Большого взрыва, где плотность материи снижается по мере того, как Вселенная расширяется. Считалось, что это еще одно доказательство (если они вообще требуются), что мы живем в стационарной Вселенной.
Предполагалось также, что этим объясняется и стрела времени, то есть причина, по которой беспорядок нарастает, а мы помним прошлое, а не будущее. В 1963 году в Корнеллском университете прошла научная конференция, посвященная электродинамике Уилера – Фейнмана и стреле времени. Фейнману настолько претили все бессмысленные рассуждения о стреле времени, что он согласился участвовать в конференции только при условии, что его имя не будет упоминаться. Его называли мистер Икс, но все знали, кто это был.
Я обнаружил, что Хойл и Нарликар применили электродинамику Уилера – Фейнмана к расширяющимся вселенным и приступили к формулированию новой, симметричной относительно изменения времени теории гравитации. Хойл представил теорию на одном из заседаний Королевского общества в 1964 году. Я был на этом выступлении, и когда началось обсуждение, сказал, что в стационарной вселенной под влиянием всей находящейся в ней материи массы стали бы бесконечными. Хойл спросил, из чего я это заключил, и я ответил, что провел вычисления. Все находящиеся в зале решили, что я сделал подсчеты прямо во время выступления. Но на самом деле все было проще – наши с Нарликаром рабочие места были в одном кабинете. И как-то на его столе я увидел наброски его статьи, написанной совместно с Хойлом, что дало мне возможность произвести расчеты заранее.
Хойл был в бешенстве. В то время он пытался создать свой собственный институт и грозился сбежать в Америку, если ему не дадут финансирования. Он-то подумал, что меня подослали с целью саботажа его планов. Однако учредить институт ему дали, и позднее он взял меня к себе на работу, то есть зла на меня не держал.

 

В последний год учебы в Оксфорде я заметил, что становлюсь каким-то неуклюжим. Я решил сходить к доктору, когда упал с лестницы, но он посоветовал лишь «не налегать на пиво».
В Кембридже моя неуклюжесть прогрессировала. На Рождество, катаясь на коньках на озере в Сент-Олбансе, я упал и не смог подняться. Заметив мои проблемы, мама отвела меня к семейному доктору. Он направил меня к специалистам, и, отпраздновав свой двадцать первый день рождения, я лег в больницу на обследование. Я пролежал две недели, в течение которых меня изучали вдоль и поперек. Доктора брали образцы мышечной ткани на руке, приклеивали ко мне электроды, вводили контрастную жидкость в спинной мозг и при помощи рентгена следили, как она движется вверх и вниз в зависимости от изменения угла наклона кровати. Но даже и после этого они не смогли поставить диагноз: сказали только, что это точно не рассеянный склероз и что у меня нетипичный случай. Однако из объяснений я понял, что болезнь, скорее всего, будет прогрессировать. Они могли предложить только витамины, на которые сами не возлагали больших надежд. Тогда я не стал вдаваться в подробности, понимая, что не услышу ничего утешительного.
Осознание, что неизлечимая болезнь, скорее всего, убьет меня через несколько лет, потрясло меня. Как такое могло случиться со мной? Но когда я лежал в больнице, кровать напротив меня занимал мальчик, который, по всей видимости, умирал от лейкемии. Это было ужасное зрелище. Тогда я понял, что есть люди, которые страдают гораздо сильнее меня – по крайней мере меня не тошнило все время. Теперь всякий раз, когда я испытываю приступ жалости к себе, я вспоминаю того мальчика.

 

Не зная, что со мной произойдет впоследствии и как быстро будет развиваться моя болезнь, я пребывал в полной неопределенности. Доктора велели возвращаться в Кембридж и продолжать начатые исследования по космологии и теории относительности. Но работа продвигалась очень медленно, так как мне явно не хватало знаний по математике. К тому же было сложно сосредоточиться на работе, ибо меня преследовала мысль, что я могу умереть, так и не закончив диссертации. Я ощущал себя главным действующим лицом трагедии.
Я начал слушать Вагнера, но могу определенно сказать, что в журналах преувеличивают, говоря, что я начал сильно пить. Кто-то написал, кто-то подхватил, купившись на сенсацию, а в конечном итоге все решили, что раз эта информация так часто попадает в прессу, значит, это правда.
Мои мечты в то время были весьма расплывчаты. Прежде чем мне поставили диагноз, жизнь казалась достаточно скучной. Не было в ней ничего, что казалось достойным усилий. Но выписавшись из больницы, я начал думать о том, что бы мне хотелось совершить. Неожиданно пришло понимание, что на свете так много всего, что стоило бы сделать, получи я отсрочку. В то время я часто думал и о том, чтобы пожертвовать своей жизнью ради спасения других. В конце концов, если мне суждено умереть, я могу принести пользу другим.

 

Но я не умер. К своему удивлению, хотя будущее не сулило мне ничего хорошего, я понял, что наслаждаюсь жизнью. К тому же моя помолвка с Джейн Уайлд, с которой я познакомился примерно в то же время, когда мне поставили диагноз БАС (боковой амиотрофический склероз), полностью изменила мою жизнь. Она дала мне силы продолжать жить.
Чтобы мы могли пожениться, я должен был найти работу, а чтобы получить работу, мне нужно было закончить диссертацию. Поэтому впервые в своей жизни я начал по-настоящему трудиться. К моему величайшему удивлению, мне это нравилось. Возможно, несправедливо называть это трудом. Кто-то сказал однажды, что ученым и проституткам платят за то, что они получают удовольствие.
Чтобы иметь средства к существованию во время учебы, я решил подать заявку на получение исследовательской стипендии в кембриджский колледж Гонвилля и Киза. Так как развивающаяся болезнь лишила меня возможности писать или печатать, я надеялся, что это сделает Джейн, когда приедет ко мне в Кембридж. Каково же было мое разочарование, когда я увидел на ее руке гипс: она сломала руку. Надо сказать, что теперь я жалею, что не отнесся к ней тогда с должным сочувствием. Сломана была левая рука, поэтому она смогла написать заявку под мою диктовку, и я отдал ее напечатать.
В заявке необходимо было указать имена двух людей, которые могли бы написать рекомендательные письма о моей научной работе. Мой руководитель предложил указать Германа Бонди в качестве одного из них. Бонди тогда был профессором математики Королевского колледжа Лондона и экспертом по общей теории относительности. Я встречался с ним пару раз, и он же представлял к публикации одну из моих статей в «Трудах Королевского общества». После лекции, которую он читал в Кембридже, я спросил, не сможет ли он дать мне рекомендацию. Рассеянно взглянув на меня, он ответил согласием. Очевидно, он забыл обо мне, так как когда колледж обратился к нему за рекомендацией, он ответил, что никогда обо мне не слышал. Сегодня, когда так много молодых людей обращаются за стипендиями, такой ответ одного из поручителей лишил бы всякого даже малейшего шанса на ее получение. Но тогда были другие времена. Из колледжа мне написали о странном ответе моего поручителя, и мой руководитель отправился к Бонди, чтобы освежить его память. После этого Бонди написал рекомендацию, наверное, даже намного лучшую, чем я этого заслуживал. Я получил стипендию и с тех пор являюсь членом колледжа Гонвилля и Киза.
Получение стипендии давало нам с Джейн возможность пожениться, что мы не замедлили сделать в июле 1965 года. Мы провели медовый месяц в Суффолке. Длился он всего лишь неделю, большего мы себе позволить не могли, после чего нас ждала летняя школа по общей теории относительности в Корнеллском университете.
Поездка показалась ошибкой, так как нас поселили в общежитии, где жили семейные пары. Почти у всех были маленькие дети, которые вечно шумели, что несколько осложнило наши отношения. Во всем остальном летняя школа оказалась чрезвычайно полезной для меня, потому что там я встретился с ведущими учеными в интересовавшей меня области.
Когда мы поженились, Джейн заканчивала обучение в Уэстфилд-колледже в Лондоне. Ей приходилось всю неделю ездить в Лондон, чтобы получить степень. Болезнь прогрессировала, вызывая нарастающую мышечную слабость, мне становилось все труднее ходить. Чтобы я мог обходиться без посторонней помощи, нам пришлось искать квартиру в центре. Я обратился за помощью в колледж, но получил отказ с отговоркой, что колледж не берет на себя обязательства перед сотрудниками в предоставлении жилья. Поэтому перед отъездом в летнюю школу мы встали в очередь на аренду квартиры в новом доме, который как раз строился возле рыночной площади, что было вполне удобно. (Много лет спустя я выяснил, что эти квартиры на самом деле принадлежали колледжу, но тогда мне этого никто не сказал.) Однако когда мы вернулись из Штатов, обнаружилось, что квартиры еще не достроены.
В качестве большого одолжения казначей колледжа предложил нам комнату в хостеле для аспирантов, сказав: «Обычно мы сдаем эту комнату за двенадцать шиллингов и шесть пенсов за ночь. Но вас двое, поэтому вы будете платить двадцать пять шиллингов». Нам ничего не оставалось, как согласиться на его условия. Но прожили мы там всего три дня и съехали, как только нашли небольшой домик в сотне метров от моего факультета. Он принадлежал другому колледжу. До нас его арендовал один из сотрудников, но, к счастью, он переехал в пригород и на оставшиеся три месяца арендного договора сдал его нам.
За эти три месяца мы нашли другой дом на этой же улице. Дом пустовал, но соседи отыскали хозяйку дома в Дорсете, сказав ей, что непозволительно держать дом пустым, когда молодым людям негде жить, и та согласилась сдать его нам. Прожив в этом доме несколько лет, мы решили купить его. Дом требовал ремонта, поэтому мы обратились за ипотечным кредитом в колледж. В колледже посчитали такое вложение средств рискованным, поэтому кредит мы взяли в другом месте, а мои родители дали денег на ремонт.

 

Ситуация в колледже Гонвилля и Киза в то время напоминала романы Чарлза П. Сноу. Противостояние между сотрудниками было таким, какого не помнила история Англии со времен так называемого Крестьянского восстания 1381 года. В ходе этого противостояния молодые ученые объединились и всеми возможными способами старались спровадить на пенсию своих стареющих коллег. В колледже образовалось два лагеря: на одной стороне выступали сторонники ректора и казначея, на другой – молодые ученые-либералы, требовавшие увеличить расходы на научные исследования. На одном из заседаний совета колледжа, воспользовавшись отсутствием ректора и казначея, либерально настроенная молодежь протолкнула в совет шестерых своих сторонников, включая меня.
Во время первого собрания, которое я посетил, проходили выборы в совет колледжа. Почему-то, в отличие от других молодых сотрудников, осведомленных о ситуации в колледже, я находился в полнейшем неведении и голосовал за представителей обеих сторон. Молодежь, однако, получила большинство мест в совете колледжа, и ректор сэр Невилл Мотт (который позднее стал нобелевским лауреатом за работы по физике конденсированного состояния) в гневе подал в отставку. Пришедший ему на смену Джозеф Нидхэм (автор многотомной истории китайской науки) исправил ситуацию, и с тех пор в колледже царит относительный мир.

 

Наш первенец, Роберт, родился через два года после нашей свадьбы. Вскоре после его рождения мы вместе с ним отправились на научную конференцию в Сиэтл. И это была очередная ошибка. Из-за болезни я не мог должным образом помогать Джейн ухаживать за младенцем, ей приходилось справляться самой, и она очень уставала. Ее усталость усугубилась во время нашей поездки по Соединенным Штатам, которую мы предприняли после Сиэтла. Сейчас Роберт со своей супругой Катриной и детьми Джорджем и Роуз живет в Сиэтле. По-видимому, та поездка не слишком ранила его детскую душу.

 

С моим первенцем Робертом

 

Джейн и Роберт

 

Люси, наш второй ребенок, родилась примерно через три года в здании родильного дома, в котором когда-то располагалась тюрьма. Ожидая появления Люси, мы жили в пригороде, в доме с соломенной крышей, который нам любезно предоставили наши друзья, так как в нашем доме велись работы по расширению. Мы смогли вернуться в свое обновленное жилище буквально перед самыми родами.
Назад: Оксфорд
Дальше: Гравитационные волны