Вернувшись в Кембридж после проведенного в Калифорнии года, Хокинги поселились в своем новом доме на Уэст-роуд. Опробовав кресло с электромотором, в котором он мог ездить на приличной скорости как в доме, так и по улице, Стивен не желал вновь смириться с примитивной английской моделью. Министерство здравоохранения Великобритании отказалось снабдить его инвалидной коляской наподобие той, какой он пользовался в Америке. Сбережения Хокингов пошли на самостоятельную покупку высокотехнологичного кресла.

На этом своем новом средстве передвижения Стивен ежедневно добирался до DAMPT всего за десять минут, причем не самой короткой дорогой, а наиболее приятной, не загруженной транспортом. Он проезжал через Кингс-колледж по изогнутой, окаймленной деревьями пешеходной дорожке и попадал на “зады” Кембриджа, где аккуратно подстриженные газоны чередовались с лужайками, на которых паслись коровы, а затем по горбатому каменному мостику позади часовни Кингс-колледжа пересекал реку Кем. Далее Стивену предоставлялось на выбор – либо выехать из Кингс-колледжа через боковую калитку и по достаточно свободному проулку Квинс-лейн добраться до Силвер-стрит, либо воспользоваться главным выездом и попасть на Кингс-парейд, где проезжало много машин, и уже оттуда свернуть на Силвер-стрит. С какой бы стороны Стивен ни подбирался к Силвер-стрит, переезд через эту узкую, забитую автомобилями дорогу добавлял чуточку риска, азарта, завершая на бодрящей ноте в целом вполне безопасное путешествие. К задней двери нужного Стивену здания вел пандус. Обычно рабочий день начинался примерно в 11.00. Иногда Стивена сопровождал от дома до работы новый аспирант, Алан Лападес, но чаще Стивен проделывал весь путь сам – замечательное кресло с электромотором обеспечивало ему желанную самостоятельность.

К осени 1975 года у Хокинга заканчивался шестилетний грант за выдающийся вклад в науку, на основании которого он занимал место научного сотрудника в Гонвилл-энд-Киз. Хотя Стивен не мог читать лекции, он сумел стать прекрасным наставником и уделял молодежи столько времени, что иные коллеги дивились, когда же он собственными-то исследованиями занимается. Кембриджский университет решительно положил конец слухам о том, что Стивен может перебраться в Америку, предложив ему должность старшего преподавателя и наняв для него в секретари Джуди Феллу. Джуди – очень живую, даже чересчур “гламурную” по меркам DAMPT – Стивену и Джейн не иначе как Бог послал. Теперь, когда у Стивена появился личный секретарь, миссис Хокинг освободилась от обязанности составлять за него расписание, бронировать билеты и организовывать поездки. Она вернулась к давно заброшенной докторской и, верная обретенному в Америке интересу к музыке, начала брать уроки пения.

Летом 1975 года во двор дома на Уэст-роуд въехали фургоны Би-би-си, протянули кабель в дом и принялись снимать Стивена для документального фильма “Ключ ко вселенной”. Затем съемочная команда отправилась в DAMPT снимать семинар. Такого рода вторжения со временем участятся, телевидение не станет особо церемониться с расписанием коллег, учеников, помощников и близких Стивена. Тогда это превратится в досадную помеху, но первый раз – первые разы – это был, конечно, сплошной восторг.

Идея Джейн поселить в доме ученика Стивена, который помогал бы ему в быту, успешно воплощалась в жизнь. Хокинг хотел пригласить на эту роль Дона Пейджа из Калифорнийского технологического. Пейдж не только стал для Хокингов близким другом, он был также талантливым, многообещающим молодым ученым. Он как раз заканчивал диссертацию и обдумывал дальнейшие планы. Стивен выхлопотал ему трехлетний грант по научной программе НАТО, и на Рождество 1975 года этот великан с гулким голосом присоединился к семейству на Уэст-роуд.

Интересный выбор сделал склонявшийся к атеизму агностик Хокинг: блестяще одаренный физик, Дон был также человеком исключительной нравственности и глубокой веры, которую он отнюдь не собирался держать при себе. Сопровождая Хокинга на Силвер-стрит и обратно, он запросто мог отклониться от разговора о науке и вместо этого поделиться открытиями, сделанными поутру при чтении Библии. Стивен парировал эту “проповедь” добродушно-ироническими репликами, однако уважал позицию Дона и его веру. Дружба и сотрудничество этих двух столь непохожих людей продолжались еще много лет после того, как закончилась стажировка Дона.

Теперь, когда в DAMPT Стивену помогала Джуди Фелла, а дома Дон Пейдж, Джейн уже не должна была ежеминутно печься о своем супруге. Впервые за много лет Стивен отправился в путешествие без нее – летом 1977 года он вместе с Доном на несколько недель вернулся в Калтех.

Примерно тогда же Хокингов и других сотрудников университета пригласили в Лондон на церемонию принятия принца Чарльза в члены Королевской академии. Принц заинтересовался устройством инвалидной коляски, и Хокинг, кружа вокруг особы королевской крови, дабы продемонстрировать особе все возможности своего кресла, проехался по ноге принца. Пронесся слух, что это не было случайностью, а затем и другой: мол, больше всего на свете Хокингу хотелось бы наехать на Маргарет Тэтчер. И вообще, всякому, против кого ополчится Стивен, следует опасаться его кресла. “Злостная клевета, – возмущался Стивен. – Всякому, кто станет ее распространять, я отдавлю ногу”.

Осенью 1977 года, через два года после того, как Стивен получил должность старшего преподавателя, Кембриджский университет передал ему кафедру гравитационной физики, существенно повысив при этом оклад. Отныне Стивен сделался профессором – в Кембридже, как и в большинстве английских университетов, это звание присваивается гораздо реже, чем в Америке.

В декабре 1977 года, разучивая с хором при церкви Святого Марка на Бартон-роуд рождественские мелодии, Джейн познакомилась с органистом той же церкви Джонатаном Хелльером Джонсом. Джонатан, талантливый музыкант, был несколькими годами младше. Недавно он потерял жену – лейкемия унесла ее через год после свадьбы. Дом Хокингов стал для него отрадным прибежищем. И Стивен, и Джейн были щедры на эмоциональную поддержку, но и Джонатан не оставался в долгу: он давал семилетней Люси уроки игры на пианино и охотно помогал Стивену в быту. Джейн сделалась постоянной прихожанкой общины Святого Марка и наконец-то взялась за последнюю главу диссертации.

Вряд ли стоит удивляться тому, что молодой человек, так прочно вошедший в жизнь ее семьи, помогавший Джейн справиться с уже непосильным грузом обязанностей – сиделки, домохозяйки, аспиранта и матери, – человек, разделявший ее веру и ее любовь к музыке, стал для нее не только добрым и надежным другом. С присущей ей честностью Джейн не смогла утаить свои чувства от Стивена: их с Джонатаном соединяет романтическая привязанность. Стивен, по всей видимости, не возражал, сказав лишь, как записала Джейн, что “не будет против, если только я не перестану любить его”. Больше супруги к этому вопросу не возвращались, а отношения Джейн и Джонатана долгое время оставались сугубо платоническими. Они решили “соблюдать приличия перед Стивеном и детьми, не давая воли чувствам”. И уж тем более они не думали съезжаться. “Мы с Джонатаном вняли голосу совести и поняли, что ради высшего блага – сохранения семьи, возможности для Стивена жить дома с семьей, ради детей – придется пожертвовать нашими отношениями”. Они столь ревностно оберегали свою тайну, что лишь ближайшие друзья и родственники были посвящены в нее. Причинял ли этот роман боль Стивену? Стивен хранил на сей счет полное молчание.

Осенью 1978 года Джейн вновь забеременела. Теперь, когда ей помогали Дон Пейдж, Джуди Фелла да еще и Джонатан, она решила установить себе крайний срок и закончить диссертацию до весны, до рождения третьего ребенка. Она понимала: теперь или никогда. И лишь ненадолго прервала работу зимой, чтобы организовать благотворительный концерт и сбор средств в пользу только что созданной Ассоциации пациентов с заболеваниями двигательных нейронов под покровительством Стивена Хокинга. Кембриджские музыкальные мероприятия теперь, как правило, не обходились без участия Джейн.

Третий ребенок Хокингов, Тимоти, родился в апреле, в пасхальное воскресенье. В честь другого дня рождения – столетнего юбилея Альберта Эйнштейна, родившегося 14 марта 1879 года, – Хокинг и Вернер Израэль предложили коллегам составить сборник статей по современному состоянию исследований в области общей теории относительности. Во вступлении к сборнику уже просматривались основные идеи, которые Хокинг включит в Лукасовскую лекцию: он говорит о “мечте Эйнштейна создать полную и последовательную теорию, объединяющую все законы физики”.

Во второй половине 1970-х годов Стивен Хокинг получил несколько серьезных международных наград, в том числе медаль Хьюза от Королевской академии за “оригинальный подход к изучению физики” и “выдающийся вклад в применение общей теории относительности к астрофизике”, а в 1978 году Мемориальный фонд Льюиса и Розы Штраус вручил ему одну из самых желанных наград: премию имени Альберта Эйнштейна. Эта премия присуждается отнюдь не каждый год и в США считается самой престижной наградой для физика. К университетам, отметившим Хокинга почетной докторской степенью honoris causa, летом 1978 года присоединился и его родной Оксфорд. И, что особенно важно для дальнейшей карьеры ученого, осенью 1979 года Кембриджский университет присвоил Хокингу почетное звание Лукасовского профессора математики. Наконец-то ему предоставили отдельный кабинет. Годом позже в этот кабинет принесли внушительных размеров том, в котором каждый университетский преподаватель должен расписаться при занятии должности. Почему-то эту формальность забыли осуществить вовремя. “Я расписался с огромным трудом. То был последний раз, когда я сумел поставить свою подпись”.

К 1980 году болезнь грозила окончательно лишить Стивена самостоятельности. Его друг и покровитель Мартин Рис занимал в это время другую не менее почетную кафедру в Кембридже – он получил звание Плумианского профессора астрономии. Рис был знаком со Стивеном и Джейн еще до того, как они поженились, он вблизи наблюдал и поразительный взлет Стивена-ученого, и его мучительное физическое угасание. В начале 1980 года Рис пригласил Джейн к себе в Институт физики на важный разговор. Ранее, зимой, сильная простуда вызвала у Стивена тяжелое осложнение, а Джейн тоже заболела и оправлялась с трудом. Тогда по рекомендации семейного врача Стивена ненадолго – до полного выздоровления – поместили в частную лечебницу. Рис опасался, что это лишь начало, в дальнейшем Хокингам все чаще придется прибегать к посторонней помощи. Он предложил поискать средства, на которые можно было бы нанять Стивену приходящую сиделку.

Сначала Стивен возмутился. Он не хотел признавать себя больным, впускать в свою жизнь чужих, равнодушных людей. Не хотел превращаться в пациента. Но, хорошенько все обдумав, он переменил мнение: в этой идее обнаружилось немало плюсов. Например, можно будет больше путешествовать, не доставляя лишних хлопот жене, друзьям и студентам. Его свобода не будет ограничена – напротив, он даже выиграет.

Лукасовская лекция Хокинга “Приближается ли конец теоретической физики?”, с рассказа о которой мы начали эту книгу, состоялась 29 апреля 1980 года. В этой лекции он выбрал теорию супергравитации N=8 в качестве основного кандидата на звание теории всего. К созданию этой гипотезы Хокинг не имел отношения, но ему, как и многим другим ученым, она казалась весьма многообещающей. Теория супергравитации выросла из теории суперсимметрии, согласно которой все известные частицы обладают сверхсимметричными парами – частицами с такой же массой, но другим спином.

В “Краткой истории времени” Хокинг предлагает представлять себе спин как “внешний вид” вращающейся частицы: если спин равен нулю, частица подобна точке – она выглядит одинаково, с какой стороны ни взгляни и как ее ни вращай. Частица со спином 1 похожа на стрелу: нужно повернуть ее на полный оборот (360 градусов), чтобы ее вид совпал с изначальным. Спин 2 – частица выглядит как стрела с двумя наконечниками, и ее нужно повернуть на пол-оборота (180 градусов), чтобы вернуть в прежнее положение. Пока все не так уж запутано, однако попадаются и более удивительные случаи: частицы со спином 1/2. Им требуется два полных оборота, чтобы вернуться к первоначальному виду.

В главе 2 мы обсудили тот факт, что каждая частица во вселенной представляет собой либо фермион (частицы вещества), либо бозон (частицы-вестники). У всех известных нам фермионов спин равен 1/2. Электрону, к примеру, требуется два полных оборота, чтобы вернуться в первоначальное положение. Напротив, у всех бозонов спин равен целому числу. У фотонов, бозонов W и Z, глюонов спин равен 1, то есть они восстанавливают свой первоначальный вид за один оборот (стрела с одним наконечником). Гравитоны теоретически имеют спин 2 (стрела с двумя наконечниками) и возвращаются к первоначальному виду за пол-оборота.

Теория суперсимметрии пытается объединить материю и силы природы, предполагая для каждой частицы наличие “суперсимметричных пар”, то есть каждому фермиону соответствует бозон и каждому бозону – фермион. Эдакая процессия на свадьбе, примирившей два долго враждовавших семейства – подружки невесты из одного клана сопровождают невесту к алтарю, и каждая опирается на руку юноши из другого клана. Партнерам бозонов подобрали имена на итальянский манер: для фотона – фотино, для гравитона – гравитино. Что касается фермионов, названия их гипотетических спутников образованы присоединением буквы “c” к началу слова – сэлектрон и скварк.

К тому моменту, когда Хокинг выступил со своей Лукасовской лекцией, существовало несколько версий теории супергравитации. Среди них N=8 имела некоторые преимущества: она охватывала четыре измерения (три измерения пространства и одно времени) и хотя и предусматривала довольно большое количество еще не открытых частиц, но, по крайней мере, не бесконечное их множество, как некоторые разновидности квантовой теории. Название “N=8” связано с тем, что в этой теории гравитону приписывалось сразу восемь суперсимметричных партнеров. На пути к алтарю вместо стройной процессии вышло бы столпотворение, но умозрительно смотрелось не так уж плохо.

Вскоре после Лукасовской лекции Хокинг и его коллеги поняли, что эта многообещающая теория до ужаса затрудняет вычисления. Всего, с гравитоном и восемью гравитино, набиралось 154 частицы. Выходило, что любой расчет, даже с помощью компьютера, займет года четыре – чтобы учесть движение всех частиц, проверить наличие еще каких-нибудь бесконечно малых и ничего не перепутать!

И более существенная проблема: никто этих гипотетических частиц в глаза не видел, и надежды обнаружить их таяли. Теория наделяла их одинаковой с “нормальными” партнерами массой, но, дескать, в видимом мире эта симметрия “нарушается” и суперсимметричные партнеры оказываются в сотни, в тысячу раз тяжелее. В таком случае, чтобы засечь их в лабораторных условиях, понадобится невероятное количество энергии. О “нарушении симметрии” мы потом еще поговорим в связи с другой темой.

В 1964 году Питер Хиггс из Эдинбургского университета выдвинул гипотезу, названную в его честь “полем Хиггса”: это поле, согласно теории, проникает повсюду во вселенной, и именно оно вызывает нарушение симметрии, в результате которого суперсимметричные частицы невозможно обнаружить экспериментально. Это же поле ответственно за массы привычных нам частиц. Если эта теория верна, поле Хиггса должно проявляться в виде “частиц Хиггса” со спином равным 0. Частица Хиггса при этом будет чрезвычайно тяжелой, обнаружить ее до сих пор не удалось, разве что – если она в самом деле существует – получится засечь ее в Большом адронном коллайдере, построенном под Женевой, на франко-швейцарской границе. По этому поводу Хокинг тоже заключил одно из своих легендарных пари: побился об заклад, что частицу Хиггса так и не увидят. Когда началось строительство Большого адронного коллайдера, Хокинг заинтересовался возможностью обнаружить суперсимметричные частицы или создать черную дыру в миниатюре.

Весной 1980 года, когда была прочитана Лукасовская лекция Стивена, Джейн готовилась к устному собеседованию перед защитой диссертации. Собеседование было назначено на июнь и прошло успешно, как, впрочем, все и ожидали. Официальное присуждение степени должно было состояться в апреле 1981 года, но за это Джейн уже была спокойна и начала заниматься с соседскими детьми французским языком, а потом получила должность на полставки в кембриджском подготовительном центре – помогала школьникам готовиться к выпускным экзаменам. Такое начало профессиональной карьеры немного разочаровывало после стольких лет работы над диссертацией. Получить степень доктора наук – немалое достижение, однако оно меркло на фоне куда более яркой славы ее супруга. И все же: “Мне удалось реализовать ту сторону моей личности, которую долгое время приходилось подавлять, – решила Джейн. – И замечательно, что работа вполне совмещалась с домашними обязанностями”.

Тим уже научился ходить, Роберту нравилось в школе Перс, Люси стала всеобщей любимицей в начальной школе. Имя Хокингов я впервые услышала от учительницы в Ньюнхэм-Крофт: дескать, моя шестилетняя дочка похожа на Люси Хокинг. Судя по интонации, я приняла это сравнение за комплимент, а когда познакомилась с Люси, убедилась, что все поняла правильно. Ко времени нашего знакомства Люси давно переросла начальную школу, но заглядывала в гости к своим учителям, помогала присматривать за малышами на игровой площадке. Опрятная, жизнерадостная шестнадцатилетняя блондинка обладала и умом, и незаурядной личностью. Ее чуткости и умению держать себя могли бы позавидовать и люди намного старше. Она сказала мне, что ее отец – физик и сотрудник Кембриджа, но сама она собирается учиться в Оксфорде, поскольку всю свою жизнь провела в Кембридже и пора повидать новые места. Журналистам Люси упорно повторяла, что ничуть не похожа на отца. “Точные науки – это не мое. Я даже математику вечно заваливала, что уже как-то и стыдно”. По другим предметам она прекрасно успевала и вдобавок играла на виолончели. Никто не сомневался в ее успехах, как и в успехах ее братьев.

Год в Калифорнии (1974–1975) оказался настолько плодотворным и в глазах Хокинга, и в глазах принимавшей стороны, что ежегодные поездки на месяц или около того вошли в привычку. Калифорнийский технологический продлевал для Хокинга стипендию имени Шермана Фэрчайлда, чтобы он мог возвращаться вновь и вновь.

В 1980 году Кип Торн заметил некоторую перемену в подходе Хокинга к научной работе. Сам Хокинг сформулировал это так: “Мне важнее правота, чем точность”. Несколько загадочное высказывание Стивена подразумевало, что математики обычно не удовлетворяются ничем, кроме строгого математического доказательства, и сам он того же требовал от себя в 1960-х и 1970-х. Теперь же он счел, что “точность” не всегда ведет к “правоте”: порой за деревьями не видишь леса. Отныне Стивен позволял себе бо́льшую свободу – скажем, достичь уверенности на 95 % и развивать мысль дальше. “Закоренелым интуитивщиком” обозвал его журналист из The New York Times Деннис Овербай. Интуиция редко подводила Стивена, и поиск точности сменился погоней за “максимальной вероятностью, чтобы как можно скорее двигаться дальше, к конечной цели: постичь природу вселенной”.

В Калифорнии Хокинг освоил и другие места помимо Лос-Анджелеса и Пасадены. Ему полюбились крутые улицы Сан-Франциско – а как здорово было носиться по ним в моторизованном инвалидном кресле! Стивен оставался все тем же бесшабашным водителем, который напугал Джейн Уайлд в 1963 году по дороге в Тринити-холл на Майский бал. Его коллега Леонард Сасскинд запомнил, как Стивен останавливался на вершине высокого, крутого холма – настолько обрывистого, что автомобилисты опасались развивать на таком склоне скорость, боясь, как бы не отказали тормоза. Замерев на миг, Хокинг одарял спутников лукавой, во весь рот, усмешкой и пропадал с глаз, разгоняясь под гору и чуть не падая с нее. Когда спутники бегом спускались вниз, Хокинг уже поджидал их, еще шире улыбался, довольный собой, и просил отвезти его на горку покруче.

В один из таких визитов в Сан-Франциско, в 1980 году, Хокинг сделал заявление, встревожившее его коллег посильнее, чем полеты с опасных круч. Для этого ему пришлось вновь забраться повыше – в мансарду некоего Вернера Эрхарда, основателя популярного направления в психологии, известного под названием “тренинговые семинары Эрхарда” (EST). Семинары предназначались для людей, страдавших от недостатка уверенности в себе и готовых платить сотни долларов за любую помощь. Тысячи таких пациентов собирались на двухнедельные тренинги в конференц-залах гостиниц и подвергались терапии – авторитарной, унизительной, порой не только грубой, но и с рукоприкладством. Предполагалось, что таким образом должно свершиться преображение и в результате родится просвещенная, уверенная в себе и коммуникабельная личность. Кому-то это и впрямь помогало.

Эрхард нажил на своем методе миллионы. Будучи страстным поклонником науки, он не жалел денег, стараясь свести знакомство с ведущими физиками-теоретиками, хотя они вроде бы не нуждались в психологической помощи – уж Ричард Фейнман точно не нуждался. Эрхард приглашал ученых на изысканные гурманские обеды, за собственный счет оборудовал у себя в доме мансарду для проведения конференций по физике среди избранных. И хотя методы Эрхарда критики называли фальшивкой, поп-психологией, да еще и с насилием над личностью, сам по себе он был человек очень умный, интересный и приятный собеседник. Элита теоретической физики закрывала глаза на первую его ипостась, охотно общаясь со второй и принимая ее дары.

На конференции в мансарде Эрхарда Хокинг еще мог говорить сам, но к тому времени его вот уже несколько лет не понимал никто, кроме самых близких. На сей раз в роли переводчика выступал Мартин Рочек, в ту пору младший научный сотрудник DAMPT (впоследствии он добился заметных успехов в области теории струн и суперсимметрии). Рочек сопровождал Хокинга в той американской поездке, научился более-менее понимать его и повторять его слова во всеуслышание. Сохранились видеозаписи, показывающие, насколько непрост был этот процесс. В большинстве случаев, как и на Лукасовской лекции, выступает, собственно, аспирант Хокинга, а Хокинг “сидит рядом и добавляет краткие реплики, если аспирант сбивается”. Но при всей сложности этого “византийского ритуала” заявление Хокинга в мансарде Эрхарда прозвучало более чем отчетливо.

Он уже пятнадцать лет вдумывался в природу черных дыр и вывел уравнения столь прозрачные, столь изящно-простые, что уверился в их правильности. Эти результаты, настаивал он, свидетельствуют о глубочайшей гармонии, лежащей в основе мироздания. К 1981 году едва ли кто-нибудь сомневался в существовании излучения Хокинга. Но сам Хокинг еще в пору первой стажировки в Пасадене в 1974–1975 годах начал понимать, что в основе уравнений, подтверждающих это его открытие, таится парадокс, который грозит перевернуть всю науку физику. Парадокс этот связан с утратой информации, попавшей в черную дыру: нарушается один из фундаментальных законов физики, закон сохранения информации, – согласно этому закону, никакая информация не теряется во вселенной.

Важно понять значение слова “информация” в данном контексте. Для нас информация – это сведения обо всей материи, которая понадобилась при формировании черной дыры и которая попала в нее в дальнейшем. Но что такое информация в глазах физика-теоретика? Если сформулировать кратко, то это “информация, закодированная в частицах, составляющих вселенную”.

Приведем пример из истории изучения черных дыр. Этот пример поможет понять, что такое информация для физика-теоретика. В книге “Война черных дыр” Леонард Сасскинд рассказывает о том, как Бекенштейн провел мысленный эксперимент, подобный тем, которые проводил Альберт Эйнштейн. (Как вы помните, гипотезу Бекенштейна Хокинг в 1972 году принял как вызов.) Один-единственный фотон, падая в черную дыру, уносит с собой абсолютный минимум информации, но даже и это не так уж мало. С точки зрения Бекенштейна, главная информация – куда именно падает этот фотон.

Для своего эксперимента Бекенштейн попытался представить себе еще меньше информации, свести ее к одному биту, к предложенной Джоном Уилером единице. Бит обладает наименьшим возможным размером во вселенной – квантовым расстоянием, которое вычислил в начале ХХ века Макс Планк. Чтобы представить себе это, Бекенштейн прибег к принципу неопределенности Гейзенберга и принялся “размывать” место падения фотона. Он вообразил фотон с такой длиной волны, что местом его вхождения в черную дыру с равной вероятностью оказался бы весь горизонт событий. Точка входа, таким образом, становилась максимально неопределенной, и вся информация действительно сводилась к одному биту – фотон вошел в черную дыру. С появлением этого фотона масса черной дыры увеличивается, и, соответственно, горизонт событий расширяется – на самую “малость”, которую Бекенштейн и хотел вычислить.

Очевидно, здесь слово “информация” употребляется не совсем так, как мы с вами употребляем его повседневно. Физиков интересует не только вопрос о том, на какую передачу был настроен телевизор Джона Уилера, когда падал в черную дыру.

Сама мысль, что информация исчезает в черной дыре и становится недоступной для тех, кто остался снаружи, ученых, собравшихся в мансарде, нисколько не удивляла. Они привыкли к ней, и существование такого рода “закрытой” информации отнюдь не нарушало закона о сохранении. Пусть информация о черной дыре недоступна внешнему миру, но она никуда не делась из вселенной. Хокинг же додумался до чего-то куда более поразительного. Наступит миг, когда черная дыра излучит наконец всю свою массу и исчезнет. Что тогда произойдет со всем тем, что участвовало в формировании черной дыры или попало в нее позже?

Если до сих пор вы внимательно читали эту книгу, вы уже готовы поднять руку и напомнить, что “все это” превратилось в излучение Хокинга. Разумеется, внешне это излучение мало похоже на того злосчастного астронавта, который упал в черную дыру, но разве оно не решает проблему? В конце концов, закон сохранения информации предполагает, что информация, закодированная в частицах, из которых состоит вся вселенная, может дробиться, перекомбинироваться, уничтожаться, но – если верны известные нам фундаментальные законы физики – эта информация всегда может быть восстановлена из частиц, которые ее составляли. Иными словами, была бы информация, а восстановление всегда возможно.

Например, вы бросили эту книгу в огонь. Значит, ее уже никто не сможет прочесть? Теоретически, если изучить процесс горения с такой точностью, чтобы проследить все молекулярные взаимодействия, в результате которых книга превратилась в пепел, то можно бы восстановить и саму книгу. Легче, пожалуй, сходить в магазин и купить другой экземпляр – намного легче, но теоретически такая реконструкция возможна.

Хокинг с этим допущением не согласился. Он утверждал, что с помощью излучения Хокинга информация, попавшая в черную дыру, вернуться во вселенную уже не сможет. Если бросить эту книгу в черную дыру, восстановить ее и прочесть будет невозможно – даже теоретически. Излучение Хокинга непохоже на пепел, на размолотые, перемешанные остатки того, что упало в черную дыру. Припомните, что “спасшийся” партнер в паре частиц (мы объясняли этот феномен излучения Хокинга в главе 6) является не изнутри черной дыры, а непосредственно с ее наружной границы. В таком случае частицы, “выходящие” с излучением, не несут никакой информации о содержимом черной дыры – будь там астронавты, непарные носки или горшочек с медом, доставшийся Винни-Пуху от прабабушки. Эти частицы ничего не “знают”. Излучение Хокинга не имеет прямой связи с тем веществом, которое участвовало в формировании черной дыры или попало в нее с тех пор. Некоторые физики все еще надеялись, что каким-то образом эта информация сохранилась в излучении Хокинга, но сам Хокинг подобных иллюзий не питал. Он считал, что никакая информация из черной дыры обратно не просачивается, а когда черная дыра полностью испаряется, содержавшаяся в ней информация исчезает безвозвратно. Ее нельзя восстановить даже теоретически. Обнаруженную им неразрешимую проблему Хокинг окрестил “парадоксом информации”.

Возникали опасения, что проблема эта не сводится лишь к черным дырам. В 2005 году в интервью для программы Би-би-си Horizon Леонард Сасскинд, тоже побывавший на той чердачной конференции у Эрхарда, припомнил, какое потрясение он испытал, услышав заявление Хокинга и осознав, что, если Хокинг прав, если в черных дырах информация теряется бесследно, значит, она теряется не только там. Безвозвратно пропадают какие-то части вселенной. Забудьте о предсказуемости. Забудьте о надежной связи между причиной и следствием. Ни на что в науке больше нельзя положиться.

Хокинг понимал, что из всех присутствовавших, пожалуй, один только Сасскинд вполне осознал значение его слов. “Леонард Сасскинд сильно расстроился”, – вспоминал он. Ученые, да и все люди, привыкли верить в связь между прошлым и будущим, между причиной и следствием. Если пропадает информация, утрачивается и эта связь. “Мы не можем предсказывать будущее. Мы не можем быть уверены и в своем прошлом. Исторические книги и личные воспоминания – вероятно, всего лишь иллюзия. Прошлое подсказывает нам, кто мы есть. Без него мы теряем себя”.

Кип Торн напомнил, что уже обсуждалась вероятность существования черных дыр диаметром меньше размеров атома: такие дыры могут быть где угодно, повсюду, крадут информацию по биту.

Мне или вам эта проблема может показаться не такой уж чудовищной. Ну хорошо, падает что-то в черную дыру и уносит с собой информацию. Какую? О цвете и размере чьих-то непарных носков? О росте и массе несчастного астронавта? Вряд ли мы с вами сочтем эту информацию такой уж ценной. Но без этой информации научное предсказание – даже в ограниченных рамках, допускаемых квантовой механикой, – сделается невозможным.

Родоначальником спора о возможности предсказывать будущее (или восстанавливать прошлое) Хокинг назвал Пьера-Симона Лапласа, математика, жившего на рубеже XVIII и XIX веков. Знаменитая гипотеза Лапласа предполагала, что существо, обладающее всеведением и не ограниченное в своих вычислительных возможностях, знающее законы вселенной и состояние всего, что пребывает в ней (то есть позиции и движение всех составляющих вселенную частиц) на данный момент, сумеет рассчитать положение всех составляющих вселенную частиц на любой момент в прошлом или в будущем. Разумеется, с практической точки зрения приобрести подобные знания и обработать их математически едва ли кому-нибудь под силу, но такого рода научный детерминизм оставался безусловной догмой на протяжении XIX века и начала ХХ. В Кембридже я присутствовала на лекции, когда Хокинг процитировал Лапласа на французском и сказал, что нас – кембриджцев! – он не станет обижать переводом этого текста. Тем не менее вскоре на экране появился слайд с английским вариантом.

Всеведущему существу Лапласа требовались сведения обо всех частицах вселенной и их положении. Нельзя исключить ни одной частички, даже в старом носке. А если носок упадет в черную дыру, эта информация исчезнет из доступной нам области вселенной. Если черные дыры существуют вечно, никуда не деваются, то и утраченная информация утрачена не совсем. Она недоступна, но она все еще тут. Но если черные дыры испаряются и исчезают… плохо дело.

Хокинг, как и все собравшиеся в мансарде Эрхарда, знал, что “парадокс информации” – не первая проблема, с которой столкнулся научный детерминизм продолжателей Лапласа. В середине 1920-х, когда Вернер Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности, показалось, что на том все споры кончатся… но пауза длилась недолго. Уточнения формулировки, истолкования и последствий принципа неопределенности длились годами, и в этом процессе участвовали лучшие умы науки, но к тому времени, когда за черные дыры взялся Хокинг, установилось общее мнение: всеведущий гений Лапласа не смог бы одновременно точно установить и положение частицы, и ее движение.

Однако даже принципу неопределенности оказалось не под силу подорвать веру в научный детерминизм. Вскоре стало ясно, что законы, управляющие вселенной на квантовом уровне, тоже вполне детерминистские, хотя и на иной лад. Можно предсказать так называемое “квантовое состояние”, исходя из которого позиция и движение частиц рассчитываются с определенной степенью точности. Зная квантовое состояние вселенной на какой-то момент времени и владея законами физики, всеведущее существо Лапласа смогло бы предсказать квантовое состояние вселенной на любой другой момент, в прошлом или в будущем.

Хокинг нащупал новую проблему, и немалую. В более ранних своих работах он доказал, что черные дыры не вечны. Благодаря излучению Хокинга черная дыра постепенно уменьшается в размерах и – исчезает. То есть информация обо всем, что участвовало в формировании черной дыры и что попало в нее впоследствии, утрачивается безвозвратно.

Ну и к чему такие переживания? Неужели вселенная не может обойтись без этой и без того недоступной, не очень интересной информации?

Похоже, что не может. Во всяком случае, она перестанет быть той вселенной, какую мы знаем. Закон сохранения информации – один из фундаментальных законов физики. Информация никогда не пропадает безвозвратно. Она может смешаться с другой информацией, перепутаться, измениться до неузнаваемости, но только не исчезнуть. Если же этот закон неверен, выходит, вселенная натянула нос и Лапласу, и всем его последователям.

И хотя собравшихся в мансарде Эрхарда коллег заявление Хокинга, по словам Сасскинда, повергло “в изумление и растерянность”, большинство из них ничуть не поколебались в прежней вере: настоящее возникло из прошлого и продолжает развиваться по направлению к будущему, причинно-следственные связи никто не отменял, линии событий можно проследить в прошлое и в будущее, исследуя осколки столкновения в ускорителе частиц, можно угадать, как произошло столкновение, – словно Хокинг и не повесил дамоклов меч над всеми этими аксиомами. Но Хокинг тоже не сдавался, и отмахнуться от парадокса информации не получалось. Хокинг стоял на своем: с исчезновением черной дыры безвозвратно исчезает информация, а значит, физика еще менее способна предсказывать события, чем казалось с учетом квантовой теории.

Может быть, в механизм квантовой механики попала песчинка? Не содрогнутся ли основы этой уже укоренившейся, получившей общее признание науки? Хокинг считал, что настала пора их поколебать. Кип Торн подметил, как упрямо Хокинг настаивает на своей точке зрения, предлагая всем остальным опровергнуть его правоту. Перчатка была брошена. Сасскинд описывает: тогда, в мансарде Эрхарда, “на лице Стивена появилась та самая “гримаса Стивена”, усмешка, означавшая: “Можете мне не верить, но я прав, и это так”. Все мы были уверены, что Стивен ошибся, но не могли отыскать изъян в его рассуждениях”.