Книга: Стивен Хокинг. Непобедимый разум
Назад: Глава 16 По-моему, тут все ясно
Дальше: Глава 18 У дедушки есть колеса

Глава 17
Расширяющийся горизонт возможностей

В интервью в связи с наступлением нового тысячелетия, в январе 2000 года, среди прочих своих пророчеств о будущем человеческого рода Хокинг подытожил и соображения насчет генной инженерии. Люди, сказал он, генетически не изменились за последние десять тысяч лет, но вскоре отпадет необходимость дожидаться, пока биологическая эволюция сделает свое дело, – и люди не станут проявлять терпение. В ближайшие тысячелетия мы, вероятно, сможем радикально перестроить свою ДНК, увеличить размеры мозга. Сколько ни запрещай применение генной инженерии к людям, опыты на животных и растениях разрешены хотя бы по экономическим причинам, и “кто-нибудь непременно опробует это на людях. Чтобы предотвратить это, понадобилось бы установить во всем мире единый тоталитарный режим. Кто-нибудь где-нибудь займется улучшением людской породы. Я не отстаиваю применение генной инженерии к людям – я просто говорю, что это, скорее всего, произойдет и нам нужно подумать, как с этим быть”.
Полтора года спустя Стивен изменил свою позицию. В интервью накануне 11 сентября он заявил немецкому журналу Focus, что людям придется налаживать свою ДНК, иначе их обойдут умные вычислительные машины и компьютеры будут править миром. Неужели компьютеры и впрямь достигнут такой мощи? Не говорил ли Хокинг ранее, что компьютеры устроены “проще, чем мозг червя, не самого интеллектуального из земных существ”? Но он подумал, что “если чрезвычайно сложные химические молекулы делают людей разумными, то столь же сложные электронные цепочки могут и компьютер научить действовать разумно”. А разумные компьютеры смогут разработать еще более сложные, еще более разумные машины.
Новая позиция Стивена была небезупречна, однако это интервью быстро забылось после террористического акта 11 сентября. В последовавших затем интервью – репортеры были уверены, что у Стивена Хокинга найдутся мудрые мысли не только о физике, – он затронул другую волновавшую его проблему. Корреспонденту Guardian он заявил: “Хотя катастрофа 11 сентября ужасна, существованию человечества она не угрожает. Но мы способны случайно или намеренно создать вирус, который уничтожит всех нас”.
Хокинг рекомендовал как можно скорее разработать план с долгосрочной целью колонизовать космос, чтобы таким образом обеспечить выживание человеческого рода. То не были случайные слова, от которых можно было бы отмахнуться и забыть. Еще в интервью в связи с наступлением нового тысячелетия Хокинг предсказал полет корабля с человеческим (“или, вернее, состоящим из личностей”) экипажем на Марс. Но это лишь первый шаг. Марс непригоден для жизни. Человечеству придется либо научиться жить на космических станциях, либо лететь к звездам, а такое путешествие, по мнению Хокинга, состоится не в XXI веке. Поскольку (что бы там ни утверждали фантасты) мы не можем превысить скорость света, путешествие будет долгим, тяжелым и скучным. К теме освоения космоса Хокинг вернется несколько лет спустя в детских книгах, которые он напишет вместе со своей дочерью Люси. Ему эта мысль и впрямь кажется насущно важной – настолько, что он постарался привить ее детям, деятелям ближайшего будущего.
Не все благожелательно отнеслись к подобным высказываниям, выходящим за пределы профессиональной сферы Хокинга. Большинство критиков предпочитали говорить не о его ошибках, но о его “наивности”. Известный физик сэр Брайан Пиппард как-то раз извинился – от собственного имени и от имени коллег – за то, что они “склонны полагать, будто осведомленность в одной области науки избавляет их от необходимости изучать другие отрасли знания прежде, чем вставить свои три копейки”. С этой точки зрения Хокинг, несомненно, достоин порицания, однако он не собирался упускать отличный случай обратиться к широкой общественности с идеями, которые сам считал важными и животрепещущими, тем более что он располагал достаточным влиянием и мог что-то изменить в политике.

Снова теория всего

В Лукасовской лекции 1980 года Хокинг назвал в качестве наиболее вероятного претендента на звание теории всего супергравитацию N=8. В 1990 году он говорил мне, что объединить частицы и силы, скорее всего, удастся теории суперструн, причем его гипотеза об отсутствии граничных условий станет ответом на вопрос о граничных условиях вселенной. Подошел рубеж тысячелетий – подошел и миновал. Конец теоретической физики так и не наступил. В апреле 2002 года Хокинг сказал репортеру: “Я по-прежнему надеюсь (шансы 50 на 50), что в ближайшие двадцать лет мы получим полную, объединяющую все теорию”, – куда более скромный и осторожный прогноз, чем в той Лукасовской лекции.
Шло время, и Хокинг все понижал ставку. Он пересматривал одну из главных целей своей научной карьеры, заподозрив, что фундаментальная, всеобъединяющая теория если и существует, то на уровне, который никогда не будет доступен человеку. Наше понимание навсегда останется лоскутным одеялом, для каждой сферы своя теория, и лишь в некоторых “перекрывающихся” областях эти теории согласуются друг с другом. В таком случае не стоит рассматривать местные “несовпадения” теорий как признак их неточности или недостаточности. Наша картина вселенной обречена быть чем-то вроде пазла, в котором нетрудно “выделить и совместить кусочки рамки” – супергравитацию, различные варианты теории струн, – но мы никогда “не будем иметь точного представления о том, что происходит посередине”. В лекции на столетнем юбилее Пола Дирака в Кембридже в июле 2002 года Хокинг сказал: “Некоторые люди будут сильно разочарованы, если не появится окончательная теория, сформулированная как ограниченное количество принципов. Я тоже принадлежал к их числу, но я пересмотрел свои взгляды”.
Хокинг напомнил аудитории о том, как в 1931 году австрийский математик Курт Гёдель продемонстрировал “неполноту” математики: в любой математической системе, достаточно сложной, чтобы включить в себя сложение и умножение целых чисел, действуют некоторые предпосылки, которые можно сформулировать и истина которых для нас очевидна, но которые невозможно доказать или опровергнуть математически в пределах этой системы. Кип Торн отметил изменение в научном подходе Хокинга – от требования строгих математических доказательств к поиску не определенности, но “высокой степени вероятности с быстрым продвижением к конечной цели, то есть к пониманию природы вселенной”. Хокинг совершал огромные интуитивные скачки, предоставляя другим заполнять оставленные им позади лакуны. Не решится ли он на еще большую дерзость, не заявит ли слушателям, что истины, в которых он уверен, недоказуемы? Но нет, даже Хокинг вынужден оставаться вместе со всем человеческим родом на краю обрыва, который никому не дано преодолеть. Наши теории неполны и непоследовательны, говорит он, потому что “мы и наши модели – тоже часть той вселенной, которую пытаемся описать… Физические теории самоотносительны”.
От нового, пока еще не дающегося в руки кандидата, о котором речь зашла в лекции на юбилее Дирака, уже не требовалось, чтобы это была “окончательная теория, сформулированная как ограниченное количество принципов”, но, вероятно, это будет лучшее, на что мы можем рассчитывать, – М-теория. Наиболее интересный вариант этой теории включал и предложенную Таунсендом теорию бран. Вспомним разговор о p-бранах: при p = 1 мы получаем струну. Струны, таким образом, входят в большой класс явлений, которые Таунсенд назвал p-бранами. При этом Хокинг никоим образом не отбрасывал супергравитацию и теорию струн, прежних своих фаворитов в гонке за звание теории всего. Пять наиболее многообещающих теорий струн относились к “семейству” теорий, подразумевающих также и супергравитацию. Теории суперструн и супергравитации сшивались в то самое “лоскутное одеяло”, то есть использовались в разных ситуациях, но ни одна из них не охватывала всех случаев. Поскольку физики выявили целый ряд неожиданных взаимоотношений между этими теориями, зародилось подозрение, что все они – лишь разные способы сформулировать более глубокую, фундаментальную теорию – М-теорию, – для которой пока единой формулировки не нашлось. Теперь Хокинг усомнился в том, что единая формулировка будет найдена.
В М-теории, объединяющей математические модели, пространство-время наделяется десятью или одиннадцатью измерениями – девятью или десятью измерениями пространства плюс время. Возможно, вы недоумеваете, почему никто не предполагает существование большего количества измерений времени, так что признаюсь сразу: в некоторых версиях этой теории допускается существование нескольких измерений времени при условии, что сумма останется неизменной.
Мы воспринимаем лишь четыре измерения. Где же прячутся остальные? Сам Хокинг в 2001 году прокомментировал: “Должен признаться, я с трудом принял дополнительные измерения. Но как позитивист я не вижу смысла в вопросе “Существуют ли дополнительные измерения на самом деле?”. Требуется одно: чтобы математические модели с дополнительными измерениями достаточно точно описывали вселенную”.
На вопрос, почему же мы эти измерения не видим, обычно предлагается такой ответ: они очень малы. Возьмем шланг: нам известно, что шланг обладает толщиной, но с некоторого расстояния он выглядит словно линия – длина имеется, другие измерения незаметны. Если и дополнительные измерения “свернуты”, мы можем их не замечать, причем не только на бытовом уровне, но и при физических исследованиях на уровне атома или ядра.
Существует ли надежда все же засечь эти измерения? Предположим, какие-то из них не до конца “свернуты”, – это предположение удастся проверить с помощью следующего поколения более совершенных ускорителей частиц или замеряя гравитационные взаимодействия на очень близких расстояниях.
Пока что М-теория и модели с дополнительными измерениями претендовали на существенную роль в будущем теоретической физики и космологии. Об этом будущем речь зайдет на конференции по случаю шестидесятилетия Стивена Хокинга в 2002 году.

Шестьдесят!

Празднование шестидесятилетия Хокинга чуть было не сорвалось. За несколько дней до этой даты он врезался на инвалидном кресле в стену. Сам он обыграл это событие во вступительной речи “Шестьдесят лет в ореховой скорлупке”: “Чуть было не вышло 59,97 года в ореховой скорлупке. Через пару дней после Рождества мое кресло поспорило со стеной, и стена вышла победительницей. Но в больнице Эдденбрук меня весьма успешно собрали по кусочкам”.
На миг подготовка к празднику остановилась, и все в тревоге затаили дыхание, но тут же выяснилось, что, лежа на больничной койке, Хокинг продолжает трудиться над юбилейной речью, и приготовления возобновились. Не пришлось в последний момент отказываться от двойника Мэрилин Монро, которая должна была, склонившись над Хокингом, ворковать: “Хочу быть любима тобой…” Не пришлось сообщать лучшим умам науки, собравшимся со всего света, что они могут, конечно, сделать заготовленные доклады, но человек, в честь которого все это затевали, не сможет присутствовать на празднике. Праздник состоялся. Хокинг считал, что шестидесятилетие очень даже стоит отметить. Многие люди, делился он с репортерами, огорчаются такому своему возрасту, но для него это существенное достижение – он ведь не надеялся столько прожить.
Праздновали долго и разнообразно. В материалах четырехдневной юбилейной конференции опубликованы серьезнейшие труды физиков-теоретиков и космологов, чьи исследования соприкасаются с областью интересов Хокинга. Публику впустили на день послушать общедоступные лекции. Собственно праздник устроили к вечеру, собрав более двухсот гостей. Там была и “Мэрилин”, которую Хокинг объявил “моделью вселенной”. Пел хор в составе бывших и нынешних учеников при участии первой жены Хокинга Джейн, а дирижировал ее новый муж Джонатан Джонс, аккомпанировал же гитарист из U2 Эйдж. Поскольку день рождения Хокинга почти совпадает с церковным праздником святого Стефана, хор спел “Доброго короля Венцеслава”, поменяв кое-какие слова. “Мы отлично справились”, – рассказывал мне один из “старых” аспирантов. На одном из мероприятий, в главном зале колледжа Гонвилл-энд-Киз, Мартин Рис – теперь уже лорд Рис, астроном ее величества – с нежностью и энтузиазмом повествовал о своем старом друге. Вечеринка в главном зале Тринити-колледжа внезапно вспыхнула яркими красками, громкой музыкой – выступили танцовщицы канкана. Присутствовали съемочные группы Четвертого канала Би-би-си, американской Си-би-эс. Би-би-си в режиме реального времени транслировала на свой веб-сайт публичную лекцию Хокинга и спонтанное, шумное, весьма немелодичное пение – аудитория дружно грянула “С днем рождения тебя”. Эта песенка звучала в те дни вновь и вновь. Затем Би-би-си передала все популярные лекции под общим названием “Хокинговские чтения”.
Коллеги Хокинга не упустили возможности поддразнить его.
Мартин Рис: “Астрономам не привыкать к большим числам, но едва ли найдется столь большое число, каким я мог бы в ту пору [когда Хокинг был студентом] выразить невероятность подобного события”.
Роджер Пенроуз: “Рад заметить, что отныне Стивен официально считается стариком и теперь ему безнаказанно сойдут с рук его нахальные высказывания. Он себе их, конечно, и раньше позволял, но теперь, должно быть, наберется еще большей дерзости”.
Бернард Карр: “Я всегда подозревал, что Стивенов Хокингов несколько – один не поспел бы сделать столько важных открытий. Желаю им всем счастливого дня рождения!”
Леонард Сасскинд: “Как нам всем известно, Стивен – самый упрямый и доставучий человек во вселенной!”
Рафаэль Буссо: “Приятно было помогать в подготовке шестидесятилетия Стивена Хокинга, тем более что уж Стивен-то умеет повеселиться”.
Гэри Гиббонс, восхваляя “неукротимую отвагу и дерзновенный оптимизм Стивена”, процитировал Роберта Браунинга: “В дерзанье – цель, не то – на что и небо?”
Майкл Грин припомнил начало 1970-х в Кембридже, когда он свел знакомство со Стивеном. Космология в ту пору “считалась разделом астрологии, и относились к ней безо всякого уважения”!
Нил Турок говорил о присущей Стивену “жажде жизни”, благодаря которой он продолжает вопреки всему и жить, и работать.
Кип Торн преподнес другу на юбилей обещание: “Гравитационные волновые датчики – LIGO, GEO, VIRGO и LISA – проверят твои предсказания насчет черных дыр задолго до твоего семидесятилетия”.
Доклады на юбилейной конференции не только четко обрисовывали сложившуюся в науке картину мира и не только объясняли, каким образом теоретическая физика и космология пришли к этим выводам, – эти выступления стали также, как и сулило название конференции, трамплином в будущее. Собрались лучшие умы науки, сосредоточились на вопросах, которые более всего интересовали Хокинга, затронули и его работу. Что не менее важно: почтенные корифеи общались там с энергичными молодыми людьми, с теми, кому предстояло вести дальнейшие исследования, – и многие среди этой молодежи были учениками Хокинга. Празднество длилось неделю – а почему бы и нет? Ведь мало кто надеялся увидеть это шестидесятилетие. Элейн тоже припасла особый подарок – получасовой полет на воздушном шаре. После трахеотомии Хокингу в 1985 году пригрезился такой полет, и он принял свой сон как символ надежды. Теперь, в шестьдесят лет, он вправе был сказать, что надежда сбылась.
Коллеги Хокинга и все, кто присутствовал на праздновании его дня рождения, предпочитали видеть в эпизоде с наездом на стену досадную случайность, но, к сожалению, дело было серьезнее: разогнавшись на неровной мостовой Молтинг-лейн поблизости от дома, Хокинг оторвался от сиделки, утратил контроль и врезался в стену, перевернувшись вместе с креслом и сломав себе бедро. Аспирант Хокинга Нил Ширер заметил: “Он опаздывал на встречу и, как обычно, включил Ускорение Хокинга”. Состояние Хокинга не допускало общего наркоза, и его “штопали” под эпидуральным. Хокинг сравнил эту процедуру с ощущением, будто “рядом дребезжит здоровенная дрель”.
Сам Хокинг подготовил себе к шестидесятилетию публикацию тщательно отобранных им отрывков из Коперника, Галилея, Кеплера, Ньютона и Эйнштейна. В эту серию – “На плечах гигантов” – вошли также биографические очерки пятерых великих ученых и составленные Хокингом комментарии.

Разберемся с космическим микроволновым излучением

Началось новое тысячелетие, и новое поколение исследователей, вооружившись приборами нового поколения, взялось проверять предсказания, вытекающие из теории инфляции, с невиданной дотоле точностью. В неустанном поиске экспериментальных данных, которые подтвердили бы или опровергли эту теорию, внимание, естественно, сосредоточивалось главным образом на космическом микроволновом излучении, последствии Большого взрыва. Джордж Смут сумел-таки обнаружить в единообразно распределенном микроволновом свете колебания температур. В 1998 году с воздушного шара проводились замеры микроволнового излучения в некоторых регионах неба (результаты были опубликованы в 2000 году). Аналогичные измерения производились с Земли с помощью интерферометра градусного углового масштаба (DASI) на Южном полюсе, и результаты совпали.
Затем в июле 2001 года NASA запустило WMAP, зонд микроволновой анизотропии Уилкинсона. Этот прибор должен был с еще невиданной точностью зарегистрировать космическое микроволновое излучение. Аппарат улавливал колебания температуры вплоть до миллионной доли градуса, к тому же спутник, в отличие от наземного аппарата, охватывал все небо. Предполагалось, что WMAP раз навсегда покончит со всеми спорами последних десятилетий насчет основных свойств вселенной – поможет установить ее возраст, форму, скорость расширения, состав, плотность. В различных теориях инфляции слегка отличались версии, как именно проходила инфляция, а соответственно, какие вариации температуры обнаружатся в космическом излучении при сравнении данных по разным направлениям. Данные WMAP, как надеялись, должны были помочь сделать выбор между различными сценариями.
К февралю 2003 года WMAP блестяще оправдал возлагавшиеся на него надежды. После многолетних споров ученые смогли на основании полученных данных точно установить возраст вселенной – 13,7 миллиарда лет – и тот момент в ее истории, когда возникло именно такое излучение: через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Результаты WMAP подтвердили, что пространство плоско, и стали доказательством в пользу гипотезы, что основная часть энергии в нынешней вселенной – “темная энергия”. Измерения, сделанные WMAP, показали, что наблюдаемые в разных участках неба отклонения в температуре и плотности космического микроволнового излучения – отклонения, благодаря которым возникли галактики, – примерно одинаковы по амплитуде, независимо от длины волны; что у всех форм энергии один и тот же уровень колебаний и что эти колебания распределяются случайным образом, как и предсказывала классическая модель инфляции – Большого взрыва.
И все же первые полученные от WMAP данные оставляли многие важные вопросы нерешенными. Не хватало ключевого элемента: теория инфляции предсказывает определенные свойства гравитационных волн, возникших в результате Большого взрыва. Эти волны должны проявляться в космическом микроволновом излучении, но WMAP при первых замерах не обнаружил их следов. Также не удалось определить, что представляет собой темная энергия – “энергию вакуума”, то бишь космологическую константу, или же “квинтэссенцию”. Стоит отметить, что результаты наблюдений, укладывавшиеся в инфляционную теорию, также вполне соответствовали циклической модели, предполагающей, что вселенная расширяется в результате Большого взрыва, потом вновь сжимается в Большом сжатии и вновь возникает при повторном Большом взрыве, и этот цикл повторяется снова и снова. В пользу этих моделей высказывались Нил Турок и Роджер Пенроуз.

Замедление?

В очередной раз Хокинг принял участие в популярной передаче весной 2003 года – на этот раз в программе “Поздно вечером с Конаном О’Брайаном”. Комик Джим Кэрри разыгрывал скетч на космологическую тему. Зазвонил мобильный телефон – Стивен Хокинг посоветовал Кэрри не углубляться в тему: “Вашим куриным мозгам с ней не справиться”. После чего тут же извинился и прервал разговор: он, мол, смотрит “Тупой и еще тупее” с Джимом Кэрри и потрясен “его гениальностью”. В тот год перегруженное расписание вынуждало Стивена носиться по всей планете: то месяц при Митчелловском институте фундаментальной физики в Техасском университете A&M, то конференция по инфляции в Калифорнийском университете в Дэвисе, то в Швецию получать медаль имени Оскара Кляйна от Королевской академии наук и принять участие в Нобелевском симпозиуме по теории струн и космологии, затем снова в Америку, два месяца в Калифорнийском технологическом и в Калифорнийском в Санта-Барбаре, и еще в Кливленд, в университет Кейс-Вестерн-Резерв.
При таком расписании кажется необоснованным опасение некоторых коллег, как бы Стивен Хокинг не “замедлился”, но они тревожились и за уровень его интеллектуальной работы. В проводившемся на рубеже тысячелетий опросе имя Хокинга не прозвучало в числе наиболее влиятельных физиков. Даже той “пикалкой”, с помощью которой Хокинг еще поддерживал связь с миром, ему все труднее было пользоваться, и речь его становилась все медленнее. Эту проблему можно было решить, найдя в помощь Хокингу молодого исследователя. На этот раз выбор пал на Кристофа Гальфара. Процесс выглядел так: Хокинг обдумывает задачу и предлагает Гальфару варианты решения, а тот берется за математические расчеты и проверяет, в какой мере гипотезы Хокинга верны и есть ли в них прок.
По словам Гальфара, он не сразу вошел в ритм. Хокинг выдавал идеи быстрее, чем молодой человек поспевал с ними разбираться. Рассказ Гальфара звучит утешительно для человека вроде меня, читавшего работы Хокинга и приложившего немало усилий, чтобы их понять. На расшифровку каждого афоризма Хокинга у Гальфара уходило по шесть месяцев – он на полгода отстал от графика и никак не мог нагнать его.
Чтобы ускориться, Гальфар стал заканчивать предложения за Хокинга. Такую вольность мало кто себе позволял, и чаще всего Стивен все равно доводил свою мысль до конца, игнорируя даже верную догадку, однако Гальфару он разрешил таким образом упростить процесс общения. Кроме того, Гальфар предложил Хокингу отвечать “да” и “нет” с помощью той незначительной мимики, которой он еще владел, а не искать эти слова на экране. Когда смотришь видеозаписи их совместной работы, диву даешься, как Гальфар шею себе не свернет: он то смотрит прямо перед собой на экран, то подается вперед и заглядывает в лицо Хокингу.
А тут и конкретная задача подоспела. В 2003 году молодой физик, уроженец Аргентины Хуан Мартин Мальдасена из принстонского Института перспективных исследований, наконец-то обеспечил идеи Сасскинда по поводу информационного парадокса надежным математическим аппаратом, и таким образом многолетний спор, по-видимому, был решен в пользу Сасскинда. Выступая на конференции в Санта-Барбаре, Джефф Харви вместо традиционной послеобеденной речи разразился торжествующей песнью “Мальдасена” на музыку популярного в 1990-е латиноамериканского танца “Макарена”. Короткие строчки песни неизменно заканчивались возгласом: “Э-э! Мальдасена!” Аудитория радостно присоединилась к пению и пляске, празднуя избавление физики от чудища информационного парадокса. Сасскинд объявил, что давняя война закончена. Положить ей конец следовало намного раньше, подчеркнул он, но Хокинг “вроде тех злосчастных солдат, которые годами прячутся в джунглях, не ведая, что боевые действия давно прекращены”. Большинство уверилось, что Хокинг ошибался, но Кип Торн оставался на его стороне, и сам Хокинг не сдавался – пока еще нет.
Он поручил Гальфару изучить статью Мальдасены по информационному парадоксу. Меньшим он не мог удовлетвориться – ему необходим был открытый спор с работой, убедившей коллег в его неправоте. Разобраться оказалось не так-то просто. Провозившись полтора года, Гальфар все еще не мог определиться: так теряется информация в черных дырах или нет?
1 декабря 2003 года Хокинга увезли в больницу с пневмонией. Несколько недель он провел на аппарате искусственного дыхания – врачи опасались за его жизнь, – но времени не терял. Он сосредоточился на черных дырах, хотел во что бы то ни стало отыскать новый подход к информационному парадоксу. Поправлялся Хокинг медленно, однако под конец зимы, уже в 2004 году, вернулся домой и вместе с Гальфаром взялся за обсуждение идей, которые пришли ему в голову за месяцы болезни. Они трудились напряженно, не щадя сил, изо дня в день и до поздней ночи, не прерываясь на выходные, ни на минуту не останавливая работы. И наконец Хокинг почувствовал, что готов покинуть безопасное убежище своего кабинета и вновь вступить в бой.

Дублинская конференция

Весной 2004 года на семинаре в Кембридже Хокинг поделился новыми идеями – пока еще предварительно, как бы вчерне – и заявил, что хотел бы встретиться с коллегами-физиками на какой-нибудь крупной конференции. Вскоре представился случай: в июле в Дублине собиралась 17-я Международная конференция по общей теории относительности и гравитации. Хокинг связался с председателем научного совета комитета конференции Куртом Катнером и попросил включить в программу его выступление: “Я решил проблему информации в черных дырах и хочу сообщить об этом”. По сути дела, Хокинг просил, чтобы ради него сделали исключение: заявки подавались до 19 марта, однако тогда он только-только вышел из больницы и даже заранее представить текст доклада не мог. Но благодаря своей репутации получил час для выступления на конференции.
Судя по бурной реакции прессы и поклонников, популярность Хокинга отнюдь не пошла на убыль. Он все еще оставался мегасуперзвездой. Пиар-компания, взявшаяся проводить конференцию, стребовала 4000 фунтов и более чем отработала свои деньги: репортеры и фанаты штурмовали двери конференц-зала. Счастливчики с удостоверениями прессы расположились по обеим сторонам зала, наставив на сцену камеры и включив диктофоны.
Волновались и коллеги Хокинга, полноправные участники конференции, ведь они не знали, чего ждать. Вспышки камер сопровождали Хокинга, медленно и торжественно выехавшего из глубины Большого зала Королевской академии Дублина к ведущему на сцену пандусу. Одни думали, что он попросту повторит то, о чем твердил более двадцати лет: в черных дырах информация теряется, и все тут. Другие рассчитывали, что стареющий гений признает свое поражение. Кип Торн, державший сторону Хокинга и тоже полагавший, что информация в черных дырах пропадает, его оппонент Джон Прескилл, председательствовавший на конференции Петрос Флоридис и помощник Хокинга Кристоф Гальфар ждали его на сцене, лицом к десяткам камер, спешивших увековечить это событие. Не слишком-то похоже на обычное научное мероприятие.
Лишь Гальфар и Торн были подготовлены к тому, что Хокинг совершит – как уже неоднократно делал – полный разворот, но вовсе не в том смысле, на какой рассчитывали оппоненты. Он не собирался признавать правоту Сасскинда и Мальдасены. Да, идея, которую он упрямо отстаивал более двадцати лет, оказалась неверной. Но Сасскинд и Мальдасена тоже не справились с проблемой. Хокинг решил взяться за дело сам. Он придумал другой способ разделаться с информационным парадоксом.
Заседание открыл Петрос Флоридис. Во вступительном слове он пошутил: хотя по законам физики информация не может распространяться быстрее, чем со скоростью света, новости о появлении Хокинга на конференции облетели мир явно быстрее.
Как правило, Хокинг начинал свои выступления с вопроса, задаваемого размеренным механическим голосом: “Вы меня слышите?” Поскольку молчание означало бы, что его плохо слышно, зал откликался приветливым бормотанием, порой и ободряющими выкриками. И теперь после этой обязательной фразы Хокинг принялся излагать проблему, проследил историю споров об информационном парадоксе начиная с середины 1960-х, когда выяснилось, что при падении тела в черную дыру вместе с ним исчезает и вся информация о нем за исключением трех подробностей: массы, углового движения и электрического заряда. Джон Уилер шутливо формулировал: “У черных дыр нет волос”, – и с тех пор эта гипотеза так и называлась – “теоремой об отсутствии волос”.
Из этого еще отнюдь не возникал информационный парадокс. Классическая черная дыра могла существовать вечно, и информация пребывала бы внутри нее – недоступная, однако вполне сохранная. Информация оставалась бы во вселенной. Проблема возникла с открытием Хокинга: квантовый эффект вызывает постоянное излучение черной дыры, то самое излучение Хокинга. Излучение не несет с собой никакой информации о материи, которая участвовала в формировании черной дыры или упала в нее позднее. И это бы еще не проблема – но ведь в результате черная дыра постепенно испарится целиком и исчезнет. И что тогда станется со всей запертой внутри информацией? Казалось бы, единственный способ сохранить информацию – предположить небольшие отклонения в излучении Хокинга, по которым и можно будет судить о том, что падало в черную дыру. Ни одному ученому не удалось придумать, каким образом могли бы возникнуть такие отличия, хотя многие физики были уверены, что отклонения должны быть. Расчеты Хокинга доказали, что излучение изотермально, распределяется случайно и не имеет особых примет.
Тех, кто еще надеялся решить проблему потери информации с помощью гипотезы о молодых вселенных, возникающих из черных дыр, Хокинг огорошил последним своим открытием: “Внутри черной дыры не возникают молодые вселенные, как я думал раньше. Информация остается внутри нашей вселенной. Жаль разочаровывать поклонников научной фантастики, но поскольку информация сохраняется, черные дыры не сгодятся для путешествий в иные миры. Если вы прыгнете внутрь черной дыры, ваша масса-энергия вернется в нашу вселенную, но в искаженной форме: это будет информация о том, как вы выглядели, однако опознать вас по ней уже не удастся”.
Тут многие в аудитории навострили уши. Неужто Хокинг заявит, что решение проблемы заключается в излучении Хокинга и как сгоревшую книгу – о чем говорилось ранее, – так и информацию, скрытую в черной дыре, удастся восстановить по этому излучению?
Но нет, новое решение опиралось на принципиально иную идею, на догадку, что черная дыра может обладать более чем одной геометрией (топологией). Тогда информация не останется внутри, словно в ловушке, потому что горизонт событий не сформируется.
Кристоф Гальфар рассказывает, что доклад Хокинга поверг основную часть ученой аудитории “в глубокую задумчивость”. Слышались перешептывания: “Хватает высоко, а математика слабая… не так уж убедительно… все больше фокусы”. Кип Торн прокомментировал: “С виду мне эта гипотеза кажется симпатичной, но я еще не вник в детали”. Он сказал, что ему придется посидеть какое-то время, разбираясь в работе Хокинга, прежде чем он сможет определиться, согласен ли с ней. Роджер Пенроуз был настроен скептически: “Мне кажется, все говорит в пользу потери информации, как Стивен первоначально и думал. В Дублине он публично отрекся от своей позиции. По-моему, как раз отступать от нее и не следовало. Нужно было отстаивать ее и впредь”. Но Хокинг, хотя и обещал еще поработать над математическим аппаратом, был до такой степени убежден в своих выводах, что готов был признать проигранным пари, заключенное им и Кипом Торном с Джоном Прескиллом из Калифорнийского технологического. Точный текст договора гласил: “Поелику Стивен Хокинг и Кип Торн твердо уверены в том, что информация, проглоченная черной дырой, навсегда скрывается из вселенной и не может быть обнаружена, даже когда черная дыра полностью испарится и исчезнет, и поелику Джон Прескилл твердо уверен в том, что при правильном применении теории квантовой гравитации должен обнаружиться и будет обнаружен механизм высвобождения информации из испаряющейся черной дыры, Прескилл предлагает, а Хокинг и Торн принимают следующее пари. Когда первоначальное чисто квантовое состояние проходит гравитационный коллапс с формированием черной дыры, финальная стадия испарения черной дыры всегда будет чистым квантовым состоянием. Проигравший(ие) купят победителю(ям) по выбору победителя энциклопедию, из которой всегда можно по желанию почерпнуть информацию”. Документ подписали все трое (Хокинг приложил большой палец) 6 февраля 1997 года в Пасадене, штат Калифорния.
Свое выступление Хокинг закончил словами: “Я вручу Джону Прескиллу энциклопедию по его выбору. Он американец и, естественно, хочет энциклопедию бейсбола. Здесь такую найти очень трудно, и я предлагал ему альтернативу в виде энциклопедии крикета, но Джон не признает превосходство крикета. К счастью, мой помощник Эндрю Данн уговорил издателей Sportclassic Books выслать в Дублин экземпляр “Все о бейсболе: полная энциклопедия игры”. Сейчас я вручу Джону его выигрыш, и если Кип согласен признать проигрыш, он потом отдаст мне половину денег”. Но Торн пока не признавал, чтобы Хокингу или кому другому удалось решить проблему информационного парадокса. Энциклопедию вынесли на сцену, Джон Прескилл высоко поднял ее над головой, словно кубок по теннису, завоеванный в Уимблдоне.
В следующем январе в лекции в Калифорнийском технологическом Хокинг прокомментировал тот эпизод: “Об этом парадоксе спорили тридцать лет без особого успеха, пока я не нашел, как мне кажется, решение. Информация не утрачивается, но и не возвращается в сколько-нибудь ценном виде. Все равно что сжечь энциклопедию: информация вроде бы и не теряется, но и восстановить ее невозможно. Я вручил Джону Прескиллу энциклопедию по бейсболу, а стоило бы вручить пепел”.
Хокинг обещал коллегам более подробное объяснение. Это объяснение вылилось в статью, опубликованную в октябре 2005 года.
Назад: Глава 16 По-моему, тут все ясно
Дальше: Глава 18 У дедушки есть колеса