Работая вместе с Алексом Виленкином на рубеже 1980-х и 1990-х годов, Андрей Линде обнаружил неожиданный вывод из теории хаотической инфляции: такая вселенная оказалась способна к “саморепродукции”. В результате возникало потрясающее нагромождение вселенных, порождающих друг друга. Так же и “младенческие вселенные” Хокинга допускали существование множества других миров. Наша огромная вселенная вдруг сделалась крошечной на фоне вероятной “мультивселенной”.

Представим себе вновь ситуацию, когда одна из областей ранней вселенной быстро расширяется, а в соседних этого процесса не происходит. Линде и Виленкин предположили наличие в этой области субрегионов, расширяющихся быстрее, чем сама эта область, и других субрегионов, которые расширяются медленнее. И это еще не все. В субрегионах имеются, в свою очередь, более мелкие области и так далее и тому подобное. Иными словами, микроскопическая расширяющаяся капля состоит из еще более микроскопических капелек, некоторые из которых тоже расширяются и состоят из еще более мелких клеточек и так далее, – это и есть теория “вечной инфляции”. Вечная инфляция – никогда не завершающийся процесс самовоспроизводства вселенной. По словам Линде, “вселенная – огромный, растущий фрактал. Она состоит из множества раздувающихся шаров, которые порождают новые шары, которые, в свою очередь, производят новые шары, и так до бесконечности”. Известная нам видимая вселенная – лишь один из этих регионов, или субрегионов, или субсубрегионов. Появились карикатуры, изображавшие Линде в виде продавца воздушных шаров.

Существуют ли “параллельные вселенные”, подобные нашей? Необязательно, однако и исключить существование похожих миров мы не можем. Общая картина, включая то, что находится за пределами “нашей вселенной”, может оказаться очень сложной и хаотичной, а наша вселенная достаточно однородна и проста. Возможно, и в других регионах инфляция породила большие однородные вселенные, возможно также, что все состоит из бесконечного количества растущих по экспоненте регионов. И все же когда в другом крупном регионе уровень энергии снижается до сопоставимого с нашим, в результате там возникают иные физические законы. Инфляция каждый раз порождает бесконечное разнообразие вселенных. Говоря словами Джона Барроу, “мы столкнулись с вероятностью того, что… мы обитаем в простом и едином отрезке пространства и времени внутри сложнейшего лоскутного одеяла космоса… среди бесконечного многообразия и сложной истории, которые нам совершенно недоступны”. И наш “лоскут” оказался таким, каким мы его видим, вовсе не потому, что это – наиболее вероятная разновидность вселенной. Отнюдь нет.

Джон Барроу неслучайно использует выражение “сложная история”: если теория вечной инфляции верна, то нет оснований считать, будто наша вселенная появилась в самом начале процесса. Возможно, она возникла как субрегион какого-нибудь субрегиона субрегиона – кто скажет, где наше место в этой цепочке? Такая теория предполагает начало для нашей вселенной, но целое, весь огромный фрактал, вполне обходится без начала и без конца. Однако не все согласны с тем, что эта история уходит бесконечно далеко в прошлое. Алан Гут, отец-основатель теории инфляции, работающий с Алексом Виленкином и Арвиндом Бордом, утверждает, что и “вечная” инфляция ограничена в прошлом – у нее есть начало.

Можем ли мы заметить, как происходит инфляция? Нет, не можем: она происходит столь стремительно, что регионы, субрегионы, субсубрегионы и так далее мгновенно становятся автономными. Они расходятся со скоростью, превышающей скорость света, и превращаются в независимые “кармашки” – вселенные.

По словам Линде, “в этом сценарии мы оказываемся внутри четырехмерного пространства именно с нашими физическими законами не потому, что невозможны или маловероятны регионы с другими свойствами, но лишь потому, что наш вид жизни не мог бы существовать в организованных по-другому регионах”. При бесконечном разнообразии вселенных вполне вероятно – даже необходимо, – чтобы в одной из них могла зародиться жизнь, подобная нашей. Итак, антропный принцип сохраняется и продолжает действовать, он отнюдь не вышел из моды, как прежде казалось.

Пусть мы не в состоянии наблюдать вечную инфляцию у своего порога или где-то во вселенной, но располагаем ли мы данными наблюдений, имеем ли хотя бы потенциальное свидетельство в пользу вечной инфляции? Хокинг собирался доказать, что этот вопрос не так безнадежен, как мнилось, когда о вечной инфляции заговорили впервые.

Шло последнее десятилетие ХХ века. Хокинг путешествовал по миру все в том же лихорадочном ритме, который задал себе вскоре после операции, лишившей его возможности говорить. Постоянные перелеты, напряженное расписание – все это было возможно лишь благодаря помощи столь же неутомимых и неустрашимых сиделок. Он не только читал лекции, участвовал в конференциях, смотрел достопримечательности в сопровождении местных знаменитостей – от путешествий Хокинг требовал еще многого.

В особенности часто превращались в приключения поездки в Японию, где Хокинг в 1990-х побывал ни много ни мало семь раз. Джоан Годвин, сиделка, летавшая в его свите на Восток, вспоминает, как однажды Хокингу вздумалось во что бы то ни стало осмотреть северную часть страны. Хозяева всполошились – в тех местах часто бывают землетрясения. Предложили поехать в более спокойный район – Сендай. Именно там, в Сендае, в 2011 году разразилось чудовищной силы землетрясение, обрушилась приливная волна, и в результате произошла авария на атомном реакторе, но это случилось после, а тогда, как вспоминает Джоан, они съездили прекрасно и мирно. Однако раз уж зашла речь о землетрясениях, она попросила инструкций, что ей делать в таком случае. “Спасайся сама, – велел Хокинг. – Обо мне не беспокойся”. В следующий раз произошел инцидент, не причинивший Хокингу физического вреда, но ощутимо задевший его самолюбие. На платформе его, как обычно, окружили репортеры, фотографы, всем требовались его комментарии и фото, но вдруг – он и глазом моргнуть не успел – вся компания развернулась и устремилась прочь, бросив английскую знаменитость в одиночестве. Выяснилось, что на соседней платформе сошел с поезда великий сумоист. Хокинг оказался не главной звездой в японской вселенной.

В Японии же разыгралась и другая сцена, о которой специалист по теории струн Дэвид Гросс вспоминал на конференции 2002 года, посвященной шестидесятилетнему юбилею Хокинга: “Путешествуя со Стивеном, знакомишься со множеством людей, с которыми иначе никоим образом не встретился бы. Император нас не принял – что печально, – зато нам оказала внимание персона, гораздо более популярная и уважаемая в той стране, а именно Мастер чайной церемонии. Познакомились мы и с гейшами, разумеется. Но лучше всего было, когда Стивен потащил нас в бар-караоке. Он заставил нас петь хором “Желтую подводную лодку” – попробуй я вам напеть, и вы с криком вылетите за дверь, – и всякий раз, когда начинался припев, Стивен нажимал кнопку и присоединялся к хору. Небось у него и сейчас имеется эта кнопка с “Желтой подводной лодкой”.

Дома было не так интересно. И небезопасно: 6 марта 1991 года по Кембриджу пронесся панический слух – Стивена Хокинга накануне вечером сбило такси. Стивен пересекал Грейндж-роуд в Пайнхерсте, где жил с Элейн. Было темно, шел дождь, но инвалидное кресло спереди и сзади освещалось сигнальными огнями. Сиделка только успела крикнуть “Берегись!”, как разогнавшийся автомобиль толкнул кресло сзади, Стивен вылетел на мостовую, разбитое вдребезги кресло оказалось под ним. В такой аварии мог бы серьезно пострадать и вполне здоровый человек, но Хокинг уже через два дня вернулся в свой кабинет – сломанная рука на перевязи, порезы на голове зашиты. За эти два дня совместными усилиями личной секретарши Сью Мейси, аспирантов, студентов, друзей удалось доставить с другого конца страны новую каталку и добыть детали, чтобы восстановить компьютер, – оборудование привели в норму так же быстро, как самого Стивена.

В 1992 году Стивен и Элейн построили поблизости от центра Кембриджа большой современный дом. Отсюда Хокинг проложил новый маршрут до своего кабинета: по приятной старинной улочке Малтингс-лейн, мимо пруда, через низину, поросшую травой и деревьями, с маленькими мостиками через ручьи – это место называется Коу-Фен. Он переезжал через Кем в том месте, где плотина отделяет верхнюю часть реки от нижней, протекающей позади территории университета, а оттуда прямой путь до Милл-лейн и пандуса у служебного входа в DAMPT.

Человеку, знакомому с тропинкой через Коу-Фен, ясно, как нелегко проехать на инвалидном кресле по этим узким мостикам. Их ширины едва хватает для проезда велосипеда, и то велосипедисту следует беречь руки, чтобы не занозить их о деревянные перила как раз на уровне руля. Но Хокинг в своем кресле влетал в “игольное ушко” на полной скорости, даже по вечерам, в темноте. Однажды вечером поспешавшая следом за ним Джоан Годвин споткнулась на обрывистом краю и упала. Хокинг, ничего не заметив, преспокойно катил себе дальше. Участливый прохожий помог Джоан встать, представился как хирург-ортопед и высказал надежду, что его услуги ей не понадобятся. Джоан попросила его “поймать то кресло”.

В апреле 1992 года астрофизик Джордж Смут, сотрудник Калифорнийского университета и Лаборатории Лоренса Беркли, а также его коллеги из других научных учреждений заявили о том, что спутник, исследующий фоновое космическое излучение, обнаружил в нем “всплески”. То был величайший прорыв. С 1960-х годов астрофизики, исследователи космоса, пытались выявить в фоновом излучении какие-то вариации, но их все не удавалось обнаружить. Эти крошечные отклонения в топографии совсем юной – лет 300 тысяч от роду – вселенной указывали момент, когда гравитация вступила в свои права и материя начала стягиваться во все бо́льшие сгустки, формируя планеты, звезды, галактики и скопления галактик. Открытием Смута подтверждалась и теория об отсутствии граничных условий, которая предсказывала и гладкость вселенной в целом, и те нарушения гладкости, что обнаружил исследователь космического фонового излучения, спутник COBE.

Этими данными косвенно подтверждалось и существование излучения Хокинга. Как мы видели, согласно теории инфляции, задолго до той эры, в которую возникло космическое микроволновое излучение, когда вселенной не было еще и полной секунды, произошла стремительная инфляция, разбегание материи. Хокинг доказывал: в этот период вселенная должна была расширяться с такой немыслимой скоростью, что свет, идущий к нам от некоторых дальних объектов, никогда нас не достигнет. Ситуация, в которой какой-то свет добирается до нас, а какой-то нет, напоминает горизонт событий черной дыры. Хокинг предположил аналогичный горизонт событий у ранней вселенной – отделение тех регионов, откуда свет достигает нас, от тех, откуда свет уже не доходит. Этот древний горизонт должен был излучать радиацию, как черная дыра, и это тепловое излучение характерно для колебаний в плотности. На горизонте событий рождающейся вселенной области разной плотности расширялись вместе со вселенной, а потом “вмерзали”. Сегодня мы наблюдаем их как микроскопические отклонения температуры, “всплески”, замеченные Смутом в фоновом космическом излучении. Эти “всплески” и впрямь обладают характеристиками, типичными для колебаний плотности, вызванных тепловым излучением – таким, как излучение Хокинга.

Осенью 1992 года Стивен, всегда любивший оперу, обнаружил на сцене Метрополитен-оперы в Нью-Йорке самого себя – вернее, обнаружил фигуру, парившую над сценой. То был не Вагнер, а “Вояж”, новое творение Филиппа Гласса, композитора, написавшего музыку к фильму “Краткая история времени”. Метрополитен заказала оперу к пятисотлетию открытия Нового Света, но Гласс предпочел не пересказывать историю Колумба, а представить его путешествие как символ общечеловеческого поиска и жажды открытий. В прологе к опере над сценой пролетает фигура в инвалидном кресле – явный намек на Стивена Хокинга, – провозглашая: “Наш путь ведет вслед за мечтой”. Раскрывается словно вызванное его заклинанием звездное небо, и “Хокинг” исчезает.

На следующий год Хокинг принял непосредственное участие в небольшом приключении, о котором отрадно вспоминать не только ему, но и большинству из нас, простых людей, для кого воображаемое путешествие в космос куда увлекательнее настоящего суборбитального полета (впрочем, и от такого замысла Хокинг отнюдь не отказывается). На этот раз, для разнообразия, он летал не на крыльях теоретической физики.

Затея эта родилась весной 1993 года, на вечеринке по поводу выхода видеоверсии “Краткой истории времени”. Леонард Нимой, игравший в “Звездном пути” вулканца Спока, присутствовал на вечеринке и был рад познакомиться с Хокингом. People Magazine писал: “Знаменитый сын Вулкана и великий земной космолог слили свои сознания”, – фраза, понятная любому поклоннику “Звездного пути”. Узнав, что к числу поклонников принадлежит и Стивен и что он, как любой истинный поклонник этого фильма, мечтал бы принять в нем участие, Нимой поговорил с исполнительным продюсером Риком Берманом. Берман тут же вставил в начало очередной серии “Нового поколения” трехминутный эпизод на голограммной палубе “Энтерпрайза”. На этой палубе с помощью голографии воплощаются фантазии членов экипажа, и вот сбылась мечта андроида Дейты – сыграть в покер с Эйнштейном, Ньютоном и Хокингом. Разумеется, из всей четверки лишь Хокинг играл самого себя. Ему заранее прислали сценарий, и он наговорил реплики в свой голосовой синтезатор. В 1990-е и в первые годы XXI века мимика лица еще повиновалась Стивену, и он активно использовал ее, исполняя свою роль. “Всех поразила подвижность его лица, в нем было столько энергии и жизнерадостности”, – прокомментировал отснятый эпизод режиссер Алекс Сингер. Джон Невилл, игравший Исаака Ньютона, признавался: “Эта улыбка в ответ на твою шутку стоит гонорара за день, честное слово!” Брент Спайнер, который в роли Дейты оказался хозяином покерной вечеринки, мечтает: “Когда мы с Риком Берманом поселимся в доме престарелых, мы усядемся вечером в кресла-качалки и будем вспоминать Хока”. Стивен правильно расставлял приоритеты. “Между фильмами я решаю физические задачи”, – сообщал он. Сожалел он лишь о том, что “включили тревогу, и я не успел забрать свой выигрыш” – а ведь он побил в покер и Эйнштейна, и Ньютона, и Дейту.

Маленькая роль в “Звездном пути” способствовала популярности Хокинга едва ли не больше, чем “Краткая история времени”, и побудила издателей опубликовать его “Черные дыры и молодые вселенные”. Книга вышла в том же году. С тех пор Стивен стал любимым персонажем поп-культуры, в альбоме “Пинк Флойд” The Division Bell в песне Keep Talking звучит его компьютерный голос.

Участие в “Звездном пути” привлекло к Хокингу внимание – куда большее, по правде говоря, чем его книги – молодых людей, страдающих различными формами инвалидности. В сентябре 1993 года журнал Time рассказывал о том, как Хокинг более часа выступал в Сиэтле перед восторженной, “глубоко сосредоточенной” аудиторией, состоявшей из подростков на инвалидных креслах. После выступления они окружили Хокинга, забросали его вопросами – главным образом о практической стороне жизни инвалида и о политической борьбе за свои права, а не о науке или космосе. “Дожидаясь, пока Хокинг выберет нажатием кнопки слова для ответа, они все улыбались от уха до уха: знаменитый ученый, автор бестселлера, звезда “Звездного пути” – такой же инвалид, как они сами”. Оправдались слова Хокинга: его слава, хоть в ней имеются и шипы, “помогает помогать другим инвалидам”.

Он находил и другие способы помочь. Летом 1995 года Хокинг выступил в лондонском Альберт-холле, вмещающем до пяти тысяч человек. Все доходы от платной лекции предназначались больным БАС. Он также рекламировал выставку технологических средств помощи инвалидам в лондонском Музее науки – эта выставка носила выразительное название “Поговори со мной”. Достаточно было присутствия Хокинга и даже его рекомендации, чтобы в любом уголке мира собрать внушительную аудиторию. В январе 1993 года в Newsweek появилась заметка о том, как на лекции в Беркли многие приходят за три часа, чтобы успеть занять места. Когда Стивен выкатывал на авансцену, фотографы отталкивали друг друга, спеша сделать удачный снимок, “молнии” так и вспыхивали. Привлечь к себе столько восхищения и обратить его во благо инвалидов – стоящее дело!

Хокинг быстро научился манипулировать аудиторией… или это он так, по наитию всегда ухитрялся произнести ключевую фразу в тот самый момент, когда требовалось подхлестнуть рассеивающееся внимание публики и репортеров? Один из ближайших помощников Стивена как-то шепнул мне: “Знаете ли, он ведь не дурак”. По наитию или по хитроумию, однако и это шло на пользу не только самому Хокингу, но и больным людям во всем мире и науке как таковой.

Непривычно пессимистичная фраза, прозвучавшая на выставке Macworld в Бостоне в августе 1994 года, мгновенно облетела весь мир: “Показательно для природы человека, что пока мы ухитрились создать лишь чисто деструктивную форму жизни. Мы создали ее по своему образу и подобию”. Речь шла о компьютерных вирусах.

Можно ли считать компьютерные вирусы своего рода жизнью? Хокинг полагал, что это “разновидность существования”, и от этой его фразы загудел весь мир. В очередном эпизоде “Звездного пути” капитан Пикар столкнулся со сверхразумным вирусом и не уничтожил его, а вступил в переговоры, ибо “основная директива” Звездного флота запрещает вмешательство во внутреннее развитие и сложившуюся иерархию других миров. Уничтожить вирус значило бы нарушить это правило. Авторы “Звездного пути”, очевидно, разделяли представление Хокинга о вирусах как о форме жизни. Поклонники “Звездного пути” и Хокинга предвкушали продолжение этой дискуссии.

“Для живого существа характерны два свойства, – рассуждал Хокинг. – Во-первых, встроенный набор правил, по которым оно живет и размножается, а во-вторых, механизмы, позволяющие ему применять эти инструкции”. Нам известна биологическая жизнь, и в ней первому элементу соответствуют гены, а второму – метаболизм. Но “следует подчеркнуть, что эти элементы могут быть и отнюдь не биологическими”. Компьютерный вирус размножается, переходя из компьютера в компьютер и заражая новые системы. Хотя вирус не обладает метаболизмом в привычном смысле слова, он присасывается к метаболизму своих “хозяев”, как это свойственно паразиту. “Большинство форм жизни, в том числе человеческая, являются паразитами, поскольку кормятся и существуют за счет других форм жизни”.

В биологии нет однозначного критерия, что считать жизнью, а что нет, поэтому ученые не спешат оспорить высказывание Хокинга. Компьютерные вирусы и в самом деле соответствуют некоторым определениям жизни.

Под конец той же речи Хокинг добавил еще одно поразительное утверждение насчет “жизни”. Наша жизнь слишком коротка для межзвездных и межгалактических путешествий даже на скорости света, однако можно создать космические корабли, которые будут приземляться на дальних планетах, использовать их ископаемые ресурсы и создавать новые корабли. “Эти машины станут новой формой жизни на основе механических и электронных компонентов, а не на основе макромолекул [как биологическая жизнь]”, – заявил Хокинг. Ничего себе перспектива!

И при столь плотном графике он ухитрился еще и выпустить в 1993 году сборник работ по Евклидовой квантовой гравитации, подготовленный совместно с Гэри Гиббонсом. Из тридцати семи статей этого сборника шестнадцать написал сам Хокинг, а еще он опубликовал сборник своих работ по черным дырам и Большому взрыву.

Другая тема публичных лекций Хокинга в начале 1990-х годов, по крайней мере, не вызывала таких тревог, как приравнивание компьютерных вирусов к живым существам. Он говорил о том, что давно уже занимало его воображение, – о “стрелах времени”. Нарастание энтропии (беспорядка) и человеческое восприятие прошлого и будущего, по-видимому, связаны с расширением вселенной. Почему так? В аспирантуре Хокинг подумывал заняться этим таинственным вопросом, но предпочел нечто “более определенное и менее фантазийное”. Теоремы сингулярности показались ему “намного проще”. Но уже когда они с Джимом Хартлом разрабатывали гипотезу об отсутствии граничных условий, Хокинг сообразил, что отсюда можно сделать интересные выводы о стрелах времени. К этой теме он вернулся в статье 1985 года и собирался работать над ней в ЦЕРНе в то роковое лето, когда он вместо научного центра оказался в больнице.

В начале 1990-х Хокинга все чаще приглашали читать публичные лекции, и он заметил, что стрелы времени способны заинтересовать непрофессиональную аудиторию, тем более что этот предмет он может изложить достаточно просто и кратко. Заодно был повод показать, как выдающиеся ученые меняют свои взгляды и признают ошибки.

В большинстве случаев законы природы не различают прямое и попятное движение времени. Относительно времени эти законы симметричны. Можно снять фильм о различных физических взаимодействиях и пустить этот фильм в обратном направлении, и никто не заметит сбоя. А вот в нашем повседневном опыте мы безошибочно отделяем прошлое от будущего. Мы почти всегда угадаем, что фильм пустили не в том направлении, мы эти направления не путаем. Источник “нарушения симметрии” до сих пор остается одной из величайших загадок, но нам известно, что во вселенной – так, как мы ее видим – наше восприятие хода времени, скорее всего, связано с возрастанием беспорядка, энтропии в замкнутой системе. Путь от порядка к беспорядку – односторонний, энтропия возрастает со временем. Разбитая чашка не соберется вновь из осколков и не запрыгнет обратно на полку. Беспорядок никогда не убывает.

Существуют три стрелы времени: термодинамическая стрела (направление возрастания энтропии), психологическая, или субъективная, стрела (восприятие времени человеком) и космологическая стрела (направление времени, в котором вселенная расширяется, а не сжимается). Хокинг хотел разобраться, почему эти стрелы вообще существуют, почему они так четко определены и почему все они указывают в одном направлении. Хаос возрастает, и мы ощущаем ход времени от прошлого к будущему по мере того, как вселенная расширяется. Хокинг подозревал, что ответ нужно искать в отсутствии граничных условий вселенной, добавив к этому также антропный принцип.

Термодинамическая стрела (возрастание беспорядка, или энтропии) и психологическая стрела (повседневное восприятие времени) всегда указывают в одном направлении. Мы все знаем, что энтропия нарастает с ходом времени. Хокинг указывал на тавтологию этой формулировки: “Энтропия возрастает со временем, потому что для нас время направлено по возрастанию энтропии”, – и полагал, что психологическая стрела и термодинамическая стрела в общем и целом одно и то же.

Но почему эта стрела указывает в том же направлении, что и космологическая стрела, совпадает с расширением вселенной? Могло ли быть иначе? Разберемся подробнее в гипотезе об отсутствии граничных условий. В классической общей теории относительности все физические законы прерывались сингулярностью Большого взрыва. Невозможно предсказать, каким должно быть начало времени – упорядоченным или же это состояние полного хаоса, в котором беспорядку уже некуда нарастать. Если верна гипотеза Хокинга и Хартла и граничных условий нет, то начало представляет собой “обычную, ровную точку пространства-времени, и вселенная начинает расширяться из весьма ровного и упорядоченного состояния”. По мере расширения вселенной складываются структуры, которые мы наблюдаем ныне, – галактические кластеры, галактики, звездные системы, звезды, планеты, вы и я, – то есть постоянно нарастает величайший беспорядок, и этот процесс необратим. Вот почему в известной нам вселенной все три стрелы – термодинамическая, психологическая и космологическая – указывают в одном направлении.

А теперь представьте себе, что бы произошло, окажись верной первая модель вселенной Фридмана (см. рис. 6.1). В той модели вселенная со временем прекращает расширяться и начинает сжиматься. Когда расширение сменяется сжатием, космологическая стрела разворачивается на 180 градусов. Вопрос в том, развернутся ли вместе с ней две другие стрелы, термодинамическая и психологическая? Начнет ли уменьшаться беспорядок? Хокинг предполагал, что авторы научно-фантастической литературы найдут здесь чем поживиться, однако “вопрос о повторном сжатии вселенной чересчур уж умозрительный, ведь она не начнет сжиматься в ближайшие десять миллиардов лет – как минимум”.

И все же гипотеза об отсутствии граничных условий, по-видимому, предполагала, что при сжатии вселенной хаос убывает, и Хокинг поначалу считал, что когда вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматься, развернется не только космологическая стрела, но и все три стрелы, так что они вновь будут указывать в одном направлении. Время развернется, люди будут проживать жизнь задом наперед, “молодея”, как волшебник Мерлин в романе Теренса Уайта “Король былого и грядущего”. И разбитые чашки вновь обретут цельность.

Дон Пейдж, который к тому времени перешел на физический факультет Пенсильванского государственного университета, позволил себе не согласиться. В статье, опубликованной в том же номере Physical Review, что и работа Хокинга о стрелах времени, Пейдж утверждал: из гипотезы об отсутствии граничных условий отнюдь не следует вывод о том, что когда вселенная вновь начнет сжиматься, все три стрелы должны развернуться. Реймонд Лафламм, один из аспирантов Хокинга, изобрел более сложную модель, и все трое, увлекшись спором, посылали друг другу свои расчеты. Пейдж, имевший опыт совместной работы с Хокингом, посоветовал Лафламму не делиться с ним результатами, к которым они пришли, но сначала передать ему их рассуждения, а уж он сам придет к тому же выводу, не зная о нем заранее. Так им удалось в конечном итоге переубедить Стивена: хотя в тот момент, когда вселенная прекратит расширяться и начнет сжиматься, космологическая стрела времени поменяет направление, термодинамическая и психологическая стрелы будут по-прежнему смотреть, куда смотрели. Исправить свою статью Хокинг уже не успевал, смог только сделать приписку: “Думаю, что соображения Пейджа вполне достоверны”.

Так почему же с нашей точки зрения термодинамическая, психологическая и космологическая стрелы указывают в одном направлении? Потому что в сжимающейся вселенной мы бы не молодели – мы просто не выживем тогда, когда космологическая стрела развернется. Это произойдет в отдаленном будущем, когда вселенная придет в состояние почти полной энтропии, все звезды выгорят, протоны и нейтроны звезд распадутся до легчайших частиц и излучения. Сильной термодинамической стрелы времени попросту не будет. Человечество не сможет пережить смерть Солнца, но даже если бы это нам удалось, мы не смогли бы существовать без четко выраженной термодинамической стрелы времени. Во-первых, людям нужна еда, то есть достаточно упорядоченная форма энергии. Наши тела превращают пищу в тепло, то есть в менее упорядоченную форму энергии. Хокинг предположил, что термодинамическая и психологическая стрелы времени – по сути одно и то же, и когда одна из них гаснет, исчезает и вторая. На стадии сжатия во вселенной не останется разумной жизни. Вот и ответ на вопрос, почему для нас термодинамическая, психологическая и космологическая стрелы совпадают: потому что в противном случае не было бы нас, задающихся этим вопросом. Вновь вступает в действие антропный принцип. С ходом времени (во всех трех смыслах) Хокинг уже не осуждал антропный принцип словно капитуляцию, “отказ от надежды постичь суть и порядок вселенной”, но учился видеть в нем мощное и многое объясняющее начало.

Хокинг подозревал, что в 1981 году, в той мансарде у Вернера Эрхарда, Леонард Сасскинд “оказался единственным, кто мог вполне понять смысл моих слов”. И действительно, в последующие годы Сасскинд бился над парадоксом времени: “Почти все, о чем я думал с тех пор, так или иначе должно было привести к ответу на глубочайший вопрос Хокинга о судьбе информации, попавшей в черную дыру. Я был уверен в неправильности ответа Хокинга, но сам вопрос, настойчивость, с какой Хокинг доискивался истины, вынуждали пересмотреть основы физики”. В 1993 году, заглянув в труды Хокинга 1970-х, Сасскинд обнаружил новый способ разрешить противоречащий здравому смыслу парадокс о горизонте событий черной дыры.

Каждый, кто читал хотя бы самые популярные книги о черных дырах, знает, что опыт человека, провалившегося в черную дыру (назовем эту путешественницу Мирандой), радикально отличается от восприятия того же события для наблюдателя, остающегося снаружи (скажем, для Оуэна на борту космического корабля). Эйнштейн доказал, что при сближении двух людей на огромной скорости каждый видит, как у другого замедляются часы и как того расплющивает по направлению движения. Кроме того, поблизости от массивного объекта (а уж куда массивнее, чем черная дыра) часы тоже идут медленнее, чем на расстоянии от этого объекта.

Значит, с точки зрения наблюдателя Оуэна, Миранда падает в черную дыру все медленнее и медленнее, а ее тело раскатывается во все более тонкий блин. Наконец, когда Миранда достигает горизонта событий, Оуэну кажется, что падение прекратилось. Он не увидит, как она пройдет через горизонт событий, не увидит даже, как она соприкоснется с ним. Миранда же чувствует, что невредимой прошла через горизонт событий. Для Оуэна она застряла и сплющилась, для самой себя – продолжает падение, не изменив своей формы.

Сасскинд попытался разобраться, каким образом оба сценария могут оказаться истинными. Он напомнил, что хотя он сам и мы с вами – не падающие в черную дыру и не наблюдающие за падением с борта космического корабля – признаем внутреннюю логику обоих сценариев и обеспокоены противоречием между ними, но мы в них не участвуем. А теперь представьте, что то же самое происходит с вами и со мной. Теперь наблюдателем стану я, а вы – падайте в черную дыру. Суть в том, что если бы эта история произошла на самом деле, ни я, удаленный наблюдатель, ни вы, жертва черной дыры, не заметили и не ощутили бы противоречия: пройдя (как вам кажется, невредимым) горизонт событий, вы уже не сможете вернуться и обменяться со мной впечатлениями, не сможете и послать мне сообщение. Если я упаду вслед за вами (на какое-то время такой поворот сценария озадачил Сасскинда), все равно вы успеете настолько опередить меня на пути к сингулярности, что я не смогу вас нагнать. Мы никогда, никогда не выслушаем другую версию того же сценария – ту, что не совпадает с нашей собственной.

Сасскинд и его коллеги Ларус Торлациус и Джон Аглум назвали принцип, согласно которому ни тот ни другой наблюдатель не заметит нарушения законов природы, принципом “комплементарности горизонта”.

Припомните, что такое комплементарность: она соединяет два разных, порой взаимоисключающих описания, потому что вместе они дают более полное и точное представление, чем каждое по отдельности. В начале ХХ века Нильс Бор таким образом решил проблему дуализма частиц и волн. Экспериментируя с движением света, физики убеждаются, что свет распространяется волнами, то есть отказываются от понимания света как потока частиц, но, исследуя взаимодействия света с материей, они видят, что свет ведет себя как совокупность частиц и тем самым исключается волновая модель. К 1920 году стало ясно, что свет можно понимать и как волны, и как частицы, но ни одна модель не объясняла полностью все экспериментальные данные. И от предположения, будто свет иногда бывает волнами, а иногда частицами или же представляет собой и волны, и частицы, легче не становилось. Эта же проблема обнаружилась и в изучении материи и излучения. В 1927 году Бор писал Эйнштейну, что с этим противоречием можно как-то смириться и жить, “покуда мы не позволяем интуитивному убеждению, что материя и излучение должны быть либо волнами, либо частицами, ввести нас в искушение”. Два подхода к строению вещества и излучения казались несовместимыми, но оба были правильны и оба необходимы.

Так обстоит дело и с комплементарностью горизонта событий. Сасскинд подытожил: “Парадокс информации, воспринимаемой одновременно в двух разных местах, бросается в глаза, но внимательный анализ покажет, что тут не возникает противоречия”. “И все же это чудно”, – признает он. Герард ’т Хоофт из Утрехта ввел в 1993 году понятие “редукция измерений”. Сасскинд переименовал его в “голографический принцип”.

Посмотрим еще раз, как Миранда падает к горизонту событий, – посмотрим глазами Оуэна, который находится на борту космического корабля. Замедление времени приводит к тому, что с борта корабля кажется, будто Миранда застыла и размазалась на горизонте событий. Сасскинд указывает, что точно так же Оуэн будет воспринимать все остальное, что когда-либо участвовало в формировании черной дыры, и все, что упало в нее: все это, с его точки зрения, застыло на горизонте событий. “Черная дыра состоит из огромной свалки расплющенной материи на горизонте событий”, – посмеивался Сасскинд.

“Голографический принцип” предполагает, что информация скапливается на границе системы, а не внутри. Взгляните на голографический значок, украшающий вашу банковскую карточку: трехмерный образ разместился на двухмерной поверхности карточки. Развивая эту идею, Сасскинд сравнил черную дыру с гигантским космическим проектором, который превращает трехмерную Миранду в двухмерное изображение на поверхности горизонта событий. Итак, информация, размазанная по краю черной дыры, не погибает. Она вся сохраняется там. Ничто не утрачивается.

Весьма интересное объяснение этой ситуации предлагает теория струн – как вы помните, эта теория представляет частицы не в виде точек, но в виде крошечных петель вибрирующих струн. Вид частицы зависит от типа колебания струны. Представьте себе, как одна такая струна падает в черную дыру, а вы наблюдаете за падением со стороны, в иллюминатор космического корабля. Струна приближается к горизонту событий, и вам кажется, будто вибрация замедлилась. Струна растягивается, хранящаяся в ней информация размазывается по всему горизонту событий. Каждая новая струна ложится на предыдущие, образуется плотный клубок. Поскольку все состоит из струн, все, что попадает в черную дыру, размазывается таким образом. Возникает гигантский клубок струн, покрывающий поверхность черной дыры и хранящий все огромное количество информации, которая упала в черную дыру в пору ее формирования и позднее. Здесь, на горизонте событий, находится все, что “упало в черную дыру”. С точки зрения наблюдателя, в дыру ничего не падает: все останавливается на горизонте событий и в дальнейшем излучается обратно в пространство.

Сасскинд наведался в Кембридж в 1994 году и воспользовался возможностью пообщаться с Хокингом и убедить его в том, что принцип комплементарности горизонта помогает разрешить информационный парадокс. К сожалению, Хокинг как раз в ту пору заболел. Уже под конец пребывания Сасскинда в университете Хокинг, поправившись, явился на его лекцию о принципе комплементарности черной дыры. Сасскинд вспоминал: “То был мой последний шанс поспорить со Стивеном. Лекционный зал был битком набит. Стивен едва поспел к началу лекции и устроился в дальнем ряду – обычно он садится поближе к докладчику. Его, как всегда, сопровождали сиделка и еще кто-то из помощников. Ему было явно нехорошо, и посреди моего выступления он уехал. На том дело и кончилось”. Идеям Сасскинда пришлось дожидаться начала XXI века, чтобы ими наконец занялись и дали им строгое математическое обоснование.