Читать онлайн Стивен Хокинг. Непобедимый разум бесплатно

1980

В центре Кембриджа переплетаются узкие улочки, почти нетронутые двадцатым, а тем более двадцать первым веком. Эпохи причудливо сочетаются в здешних зданиях, но стоит свернуть с центральной улицы в любой переулок – и словно проваливаешься в глубь столетий: тесный проход ведет меж оград колледжей на деревенский проселок со средневековой церковью и кладбищем при ней или к солодовне. Туда почти не доносится шум транспорта со столь же старинных, но более оживленных проезжих дорог. Здесь – тишина, птичье пение, людские голоса, слышны даже шаги. Столетиями этим путем ходят жители Кембриджа и студенты университета.

Когда в 1990 году я взялась за первую книгу о Стивене Хокинге, я начала рассказ с одной из этих боковых улочек, Фри-Скул-лейн. Она отходит от Бенет-стрит возле церкви Святого Бенедикта с колокольней XI века. За углом, уже в переулке, сквозь металлическую ограду кладбища все так же, как и двадцать лет тому назад, прорастают цветы и ветви. Лишь прикованные к ограде велосипеды нарушают средневековую атмосферу, но через несколько шагов по правую руку начинается стена из черного шероховатого камня – Старый двор колледжа Корпус-Кристи, старейший из внутренних дворов Кембриджа. Повернитесь спиной к этой каменной стене, и вы увидите рядом с готической аркой высоко закрепленную доску: ЛАБОРАТОРИЯ КАВЕНДИША. Через арку и проход за ней вы попадете в современность, каким-то образом втиснутую в эту средневековую улочку.

Не уцелело ни следа от монастыря, стоявшего на этом месте в XII веке, и от садов, которые позднее разбили на руинах аббатства. Вместо них из серого асфальта выросли мрачные, фабричного облика дома, настолько угнетающие с виду, что можно их принять и за тюрьму. Дальняя часть комплекса выглядит получше, и за два десятилетия, прошедшие с тех пор, как я описывала этот ландшафт, поднялись новые здания, однако в их современных и красивых стеклянных стенах, увы, не отражается ничего, кроме серятины их старых соседей.

Сто лет, пока университет не возвел в 1974 году Новую лабораторию Кавендиша, этот комплекс оставался одним из главных мировых центров физических исследований. Здесь Джозеф Джон Томсон открыл электрон, Эрнест Резерфорд исследовал строение атома – и так далее, и список этот неисчерпаем. Когда я в 1990 году слушала в этом комплексе лекции (не все структуры переехали после 1974 года в Новую лабораторию), там все еще пользовались огромными классными досками, с грохотом поднимая и опуская их на шкивах, чтобы освободить во время лекции по физике место для очередной цепочки уравнений.

Лекционный зал имени Кокрофта, хотя и находится в том же помещении, обустроен в соответствии с требованиями современности. Здесь 29 апреля 1980 года ученые, гости и руководство университета расселись на круто поднимающихся вверх рядах сидений, лицом к стене, где в два яруса располагались доска и экран для показа слайдов – до появления “Пауэрпойнта” пройдет еще немало времени. Собрались они послушать лекцию Лукасовского профессора математики, 38-летнего математика и физика Стивена Уильяма Хокинга. Почетную должность Хокинг занял осенью предыдущего года, и то была его вступительная лекция.

Лекцию Хокинг озаглавил вопросом “Приближается ли конец теоретической физики?” и напугал своих слушателей ответом: “Да, приближается”. Он увлек аудиторию за собой, в полет через пространство и время, в поисках Святого Грааля науки: теории, которая объяснила бы вселенную и все, что в ней происходит. Некоторые называют ее просто теорией всего.

Глядя на Стивена Хокинга, неподвижно сидящего в инвалидном кресле (один из его учеников зачитывал аудитории заранее написанную лекцию), человек, незнакомый с этим мыслителем, едва ли поверил бы, что он способен возглавить подобную экспедицию. Но для Хокинга теоретическая физика стала возможностью вырваться из тюрьмы куда более страшной, чем те застенки, что мерещатся прохожему при виде Старой лаборатории. С двадцати с небольшим лет, с аспирантуры, он боролся против недуга, который превратил его в инвалида и грозил безвременной смертью. Хокинг страдает боковым амиотрофическим склерозом – в США это заболевание именуют также “болезнью Лу Герига” в память бейсмена нью-йоркских “Янкиз”, который скончался от БАС[1]. У Хокинга болезнь развивалась медленнее обычного, но к тому времени, как он сделался Лукасовским профессором, он уже не мог ходить, писать, самостоятельно есть или даже поднять голову, если случайно уронит ее на грудь. Его речь стала невнятна для всех, кроме ближайшего окружения. Готовясь к вступительной лекции, он с трудом надиктовал ее, чтобы в зале текст прочел ученик. Но при всем при том Хокинг не был – и не стал поныне – инвалидом. Он – активно действующий математик и физик, уже в 1990-х многие чтили его наравне с Эйнштейном. Лукасовская профессура – одна из самых престижных в Кембридже. Она учреждена в 1663 году, и вторым по счету ее занимал сэр Исаак Ньютон.

Для иконоборца Хокинга как нельзя более характерно отметить вступление в эту древнюю должность предсказанием скорого конца своей науки. Он высказал мнение, что теория всего с большой вероятностью будет создана до конца ХХ века и физики-теоретики (в том числе сам Хокинг) останутся не у дел.

После этой лекции многие стали смотреть на Хокинга как на знаменосца великого похода за всеобъемлющей теорией, но сам Хокинг в качестве основного кандидата на звание такой теории выдвинул не одну из собственных идей, а супергравитацию N=8. В ту пору многие физики надеялись с помощью этой гипотезы объединить все частицы и силы природы. Хокинг подчеркивал, что его работа представляет собой лишь часть общих усилий, прилагаемых физиками из разных стран, а также что этот поиск продолжается издавна. Стремление постичь вселенную зародилось вместе с человеческим разумом. С тех пор как люди стали вглядываться в ночное небо, присматриваться к разнообразию окружающих нас природных явлений, задумываться над тайной собственного существования, они придумывали объяснения – сперва мифические, религиозные, а потом и научные, математические. Быть может, мы и сейчас не ближе к истине, чем самые древние наши предки, но большинство людей (и в том числе Стивен Хокинг) предпочитают думать иначе.

Личная жизнь Хокинга и его научная работа полны парадоксов. Многое на самом деле обстоит совсем не так, как выглядит. Кусочки головоломки отказываются совмещаться. Начало истории может оказаться ее концом, ужас ведет к счастью, а слава и успех подчас не радуют; две блистательные, чрезвычайно популярные научные теории, соединившись, оборачиваются абсурдом; пустое пространство заполнено, черные дыры вовсе не черны, попытка объединить все простым исчерпывающим объяснением приводит к тому, что общая картина разваливается; человек, чей облик внушает жалость и страх, жизнерадостно возглавляет поход человечества к границам пространства и времени – и не обнаруживает там границ.

Куда бы мы ни бросили взгляд, мы видим, что реальность поразительно сложна и ускользает от понимания, порой она чужда нам и с ней трудно смириться, порой она совершенно непредсказуема. За пределами нашей вселенной может отыскаться бесконечное множество других. Конец ХХ века настал и прошел, и никто не открыл теорию всего. Так сбудется ли предсказание Стивена Хокинга? Сумеет ли какая бы то ни было научная теория объяснить всё?

Сама по себе мысль, что всю дивную сложность, все разнообразие мира можно свести к поразительно простому объяснению, не так уж нова или странна. В VI веке до н. э. мудрец Пифагор и его ученики на юге Италии исследовали соотношение длины лирной струны и издаваемого ею звука и обнаружили за внешним хаосом природных явлений повторяющийся узор, разумный порядок. И в последующие века наши предки убеждались – порой, как и пифагорейцы, к собственному изумлению и восторгу, – что природа устроена отнюдь не так сложно, как кажется.

Вообразите себя (если получится) умнейшим инопланетянином, ничего не знающим о нашей вселенной: существует ли некий исчерпывающий свод правил, который вы могли бы изучить и полностью разобраться во всем, что тут творится? И насколько этот свод правил объемист?

На протяжении десятилетий многие ученые верили, что “учебник вселенной” краток и содержит довольно простые принципы, а то и вовсе состоит из одного-единственного правила, которое лежит в основе всего, что случилось, случается и случится впредь в нашем мире. В 1980 году Стивен Хокинг отважно заявил, что к концу столетия мы будем держать в руках этот учебник.

В моей семье хранилась музейная копия антикварной настольной игры. При раскопках города Ура в Междуречье археологи наткнулись на изящно инкрустированную доску и несколько резных фигурок при ней. Очевидно, это была довольно сложная игра, но правила ее нам неизвестны. Создатели копии пытались вывести правила, исходя из дизайна доски и облика фигурок, но вместе с тем предлагали покупателям (и нам в том числе) самим придумывать и открывать правила этой игры.

Такова и наша вселенная: сложная, величественная, таинственная игра. Правила, конечно, должны быть, но к игре не прилагается никаких инструкций. И вселенная – отнюдь не археологическая находка, словно та игра из Ура. Это древняя игра, но она все еще продолжается. И мы сами, и все, что мы знаем (и все, нам неведомое), втянуты в эту игру. Если теория всего существует, значит, мы, как и вселенная, подчиняемся ее правилам – и в то же время пытаемся их постичь.

Казалось бы, полный свод правил вселенской игры должен заполнить обширную библиотеку, с трудом уместиться в суперкомпьютере. Нужны правила возникновения и движения галактик, причины, по которым функционирует или отказывается функционировать тело человека, почему замерзает вода, как живут растения, зачем лает собака – подробные правила внутри подробных правил внутри правил. Мыслимо ли свести все это к нескольким основополагающим принципам?

Ричард Фейнман, американский физик, лауреат Нобелевской премии, приводил замечательный пример того, как осуществляется редукция правил. Было время, напомнил он, когда мы различали “движение”, “тепло” и “звук”.

“Но затем выяснилось, – пишет Фейнман, – после того, как сэр Исаак Ньютон объяснил законы движения, что некоторые с виду различные явления представляют собой аспекты одного и того же. Например, звук удалось полностью объяснить движением атомов в воздухе, и тем самым звук перестал рассматриваться как отличающийся от движения феномен. Также обнаружилось, что из законов движения вполне объяснимо и тепло. Таким образом, целые глыбы теоретической физики сплавились в одну простую теорию”[2].

Жизнь среди мельчайших частиц

Материя, из которой, как мы себе представляем, строится все во вселенной – вы и я, воздух и лед, звезды, газы, микробы, эта книга, – состоит из крошечных “кирпичиков” – атомов. Атомы, в свою очередь, состоят из еще меньших частиц, а также из пустот между ними.

Самые известные частицы – электрон, который вращается вокруг ядра атома, а также протоны и нейтроны, которые собраны в ядре. Протоны и нейтроны можно разделить на еще более крохотные частицы – кварки. Все частицы материи принадлежат к классу фермионов, названных в честь великого итальянского физика Энрико Ферми. У них есть своя система сообщений, которая побуждает их определенным образом действовать или меняться. Представьте себе группу знакомых, чья система передачи сообщений состоит из четырех разных видов: телефон, факс, электронная почта и обычная почта. Не все люди посылают или получают сообщения и влияют друг на друга с помощью всех четырех видов связи. Система сообщений между фермионами также состоит из четырех разных видов связи – мы называем их “силами”. Существует особый вид частиц, который передает сообщения между фермионами, а иногда и друг другу. Эти частицы-вестники именуются “бозонами”. По-видимому, любая частица во вселенной является либо фермионом, либо бозоном.

К числу четырех фундаментальных сил природы относится гравитация. Можно рассматривать гравитацию, которая удерживает нас на Земле, как “сообщения”, передаваемые бозонами-гравитонами между частицами атомов человеческого тела и частицами атомов Земли и побуждающие их притягиваться друг к другу. Гравитация – самая слабая из фундаментальных сил, но зато, как мы вскоре убедимся, она имеет огромный радиус действия и влияет на все во вселенной. В сумме гравитационные взаимодействия превосходят все остальные.

Вторая сила – электромагнетизм. Это сведения, передаваемые бозонами-фотонами между протонами и находящимися поблизости от них электронами, а также между электронами. Электромагнетизм вынуждает электроны вращаться вокруг ядра. В повседневной жизни фотоны проявляют себя как свет и тепло, радиоволны, микроволны и другие виды волн. Сила электромагнетизма тоже действует на больших расстояниях, и она сильнее гравитации, но ей подчинены лишь частицы, имеющие заряд.

Третья служба сообщений – сильные ядерные взаимодействия. Этой силой удерживается воедино ядро атома.

Четвертая служба – слабые ядерные взаимодействия. Они обуславливают явления радиоактивности, играют ключевую роль в начале жизни вселенной и звезд, в формировании элементов.

Гравитация, электромагнетизм, сильные ядерные взаимодействия, слабые ядерные взаимодействия – эти четыре силы отвечают за все сообщения, передаваемые между всеми фермионами вселенной, за любое взаимодействие между ними. Без этих сил каждый фермион существовал бы (если бы вообще существовал) в изоляции, не имея возможности сообщаться с другими и влиять на них, не замечая существования других. Проще говоря, без действия этих сил не происходит ничего. Если так, то, полностью поняв эти силы, мы постигнем и принципы, лежащие в основе всего, что происходит во вселенной. И мы уже получили весьма лаконичную книгу правил.

В ХХ веке усилия физиков в значительной мере сосредотачивались на том, чтобы лучше понять действие этих четырех сил и взаимоотношения между ними. Как мы в своей жизни убеждаемся, что телефон, факс и электронная почта не противопоставлены друг другу, а представляют собой разные проявления одной и той же сути, так и физики с немалым успехом старались объединить известные силы в единую “систему сообщений”. Они стремятся обнаружить в итоге теорию, которая сумеет объяснить все четыре силы как одну, хотя и проявляющую себя по-разному, и, быть может, эта теория сумеет “примирить” и бозоны с фермионами. Сложится, как они это называют, “единая теория”.

Но теория, полностью объясняющая вселенную, теория всего, должна зайти еще дальше. Стивена Хокинга в особенности интересовал ответ на вопрос: как выглядела вселенная в миг начала, когда еще ничего не произошло? Говоря языком физиков, каковы были “начальные условия”, или “граничные условия начала вселенной”? Поскольку вопрос о граничных условиях всегда составлял самую суть исследований Хокинга, мы должны посвятить ему отдельную подглавку.

Проблема граничных условий

Представьте себе, что вы построили модель железной дороги, поставили на рельсы поезда, предусмотрели переключатели, с помощью которых будете регулировать скорость поездов. Пока вы еще не начали игру – вы задали граничные условия. Для вашей железной дороги бытие и реальность начнутся именно с такого, а не с иного состояния. Где окажется каждый поезд через пять минут после включения тока, столкнутся какие-то поезда или нет – все это определяется граничными условиями.

Допустим, вы позволили поездам покататься десять минут, ни разу не вмешавшись в их движение. И тут в комнату входит ваш приятель, и вы отключаете ток. Теперь появился новый набор граничных условий: точное положение каждой детали на момент, когда дорога остановилась. Предложите другу установить точное положение каждой детали на момент, когда вы впервые запустили игру. Казалось бы, простая картина: поезда стоят там-то и там-то, включены такие-то стрелки и переключатели, но для решения этой задачи придется задать множество вопросов. До какой скорости разгоняются и как быстро тормозят поезда? Одинаково ли сопротивление на всех участках пути? Каков угол наклона там, где дорога идет под горку? Обеспечена ли бесперебойная подача тока? Точно ли не было никаких вмешательств в работу железной дороги – может быть, участвовала какая-то сила со стороны, а теперь следов этого вмешательства не сохранилось? Огромная, непосильная задача. Ваш друг сполна ощутит проблемы современных ученых, которые пытаются восстановить исходное состояние – граничные условия в начале времени.

Понятие “граничные условия” относится отнюдь не только к истории вселенной. Речь идет о любой ситуации на данный момент времени – например, в начале лабораторного эксперимента. Но, в отличие от игрушечной железной дороги и лабораторного эксперимента, при обсуждении истории вселенной мы сталкиваемся подчас с невозможностью задать граничные условия. Одна из любимых забав Стивена – гадать, сколькими разными способами вселенная могла бы начаться, чтобы в итоге все же прийти к нынешнему своему состоянию (с той оговоркой, что наши знания и понимание законов физики верны и что эти законы не изменились во времени). В этой игре граничными условиями для Стивена служит “нынешняя картина вселенной”. Он также (тут дело тонкое) использует в качестве граничных условий основные законы физики и предположение, что эти законы никогда не менялись, и пытается вывести граничные условия на момент начала вселенной, ее “первоначальное состояние”: как выглядела она в момент пуска, какой минимальный набор законов требовался, чтобы к определенному моменту в будущем вселенная стала такой, какой мы наблюдаем ее ныне? Именно работа над этим вопросом привела Хокинга к некоторым из его наиболее интересных – и удивительных – открытий.

Получить единое описание частиц и сил и прийти к пониманию граничных условий при возникновении вселенной было бы потрясающим научным достижением, но и это еще не теория всего. Всеохватывающая теория должна была бы учесть еще и “произвольные элементы”, присутствующие во всех современных теориях.

Урок языка

К произвольным элементам относятся такие “природные константы”, как масса и заряд электрона и скорость света. Мы знаем их по наблюдениям, но ни одна теория не способна объяснить эти величины или предсказать их. Другой пример: физикам известна сила электромагнитного поля и слабых ядерных взаимодействий. Теория электрослабых взаимодействий включает оба явления, но не объясняет, как вычислить разницу между этими двумя силами. Эта разница сил – “произвольный элемент”, теория бессильна предсказать его. Физики наблюдают разницу и попросту вставляют ее в теорию “вручную”, но, конечно же, видят в этом изъян, недостаток научной стройности.

Предсказание в физике не означает обращенное в будущее пророчество. Задавая вопрос, предсказывает ли та или иная теория скорость света, физик не подразумевает, что теория должна угадать, какова будет скорость света в ближайший вторник. Ученый хочет знать, сумели бы мы, опираясь на эту теорию, вычислить скорость света, если бы не было возможности замерить эту скорость в наблюдении. Так вот, ни одна из ныне признанных теорий не предсказывает скорость света. Это – произвольный элемент во всех физических теориях.

Когда Хокинг взялся за “Краткую историю времени”, он хотел, помимо прочего, прояснить и сам термин “теория”. Теория – это не истина с большой буквы, не правило, не факт, не последнее и окончательное слово в науке. Теория – словно игрушечный кораблик: чтобы проверить, поплывет ли он, нужно спустить кораблик на воду. Опускаем осторожно, смотрим – если наш кораблик тонет, вытаскиваем его из воды и что-то в нем переделываем или же вовсе строим новый, учитывая полученные в этом опыте знания.

Некоторые теории оказываются хорошими корабликами, они долго держатся на воде. Кое-где в них имеются течи, и ученые об этом знают, но для практических целей и такие кораблики сойдут. Некоторые теории служат нам так хорошо, так убедительно подтверждаются опытом, экспериментами, что мы начинаем принимать их за истину. Правда, сами ученые, зная, как сложна и полна неожиданностей наша вселенная, не спешат произносить слово “истина”. Пусть одни теории подкреплены множеством экспериментов, а другие остаются лишь прекрасными чертежами в умах физиков – великолепно задуманные суда, так и не испытанные на воде, – опасно принимать любую из них за абсолютную, фундаментальную, научную “истину”.

С другой стороны, нельзя и колебаться вечно, бесконечно перепроверять надежные теории, если не появилось новых причин усомниться в них. Для развития науки необходимо отобрать среди теорий те, на которые можно положиться, которые в достаточной мере соответствуют данным наблюдений, и, начав строительство с этих блоков, продвигаться дальше. Разумеется, в какой-то момент появятся новые идеи или открытия и попытаются затопить нашу лодку. О том, как это происходит, мы расскажем позднее.

В “Краткой истории времени” Стивен Хокинг дал такое определение научной теории: “Это всего лишь модель вселенной или какой-то ее ограниченной части и набор правил, соотносящих количественные данные этой модели с нашими наблюдениями. Модель существует только у нас в головах и не обладает иной реальностью (что бы ни означало это слово)”[3]. Проще всего понять это определение, обратившись к конкретным примерам.

Сохранилась короткая видеозапись, предположительно начала 1980-х: Хокинг через ассистента читает студентам лекцию. К этому времени речь Хокинга была уже настолько затруднена, что его понимали только самые близкие люди. В этом фильме аспирант “переводит” невнятную речь Хокинга – мы слышим: “Мы прихватили на это занятие модель вселенной”, – и водружает на стол большой картонный цилиндр. Хокинг хмурится, бормочет что-то, понятное одному лишь ассистенту, и тот, извиняясь, хватает цилиндр и переворачивает его. Хокинг одобрительно кивает, студенты хохочут.

Разумеется, модель вселенной – не картонный цилиндр, не рисунок, который мы могли бы разглядеть или пощупать. Это мысленный образ, а то и рассказ – математическое уравнение или миф о творении.

В каком смысле картонный цилиндр мог представлять вселенную? Чтобы извлечь из него полноценную теорию, как фокусник извлекает из цилиндра кролика, Хокингу пришлось бы объяснить связь этой модели с тем, что мы видим вокруг, с “данными наблюдений” или с теми данными, которые мы могли бы получить, располагай мы более точной аппаратурой для наблюдений. И даже если кто-то поставит на стол картонный цилиндр и объяснит его связь с реальной вселенной, мы еще не обязаны признать этот цилиндр единственной моделью вселенной. Никто не заставляет нас доверчиво глотать любые теории: сперва нужно присмотреться и разобраться. Это всего лишь идея, существующая “только у нас в голове”. Может быть, этот картонный цилиндр и годится в модели, а может быть, найдутся факты, противоречащие такой теории. Возможно, мы убедимся, что правила игры, в которую мы вовлечены, в чем-то отличаются от правил, подразумеваемых этой картонной моделью. Означает ли это, что нам предложили “плохую” теорию? Нет, вполне вероятно, что для своего времени это была очень даже хорошая теория, и пока ученые разбирались с ней, проверяли, что-то в ней меняли или опровергали ее, они многому успели научиться. И для того чтобы покончить с этой теорией, понадобились новый подход, эксперименты, открытия, в результате которых сложилась новая, более удачная теория или же эта работа окупилась каким-то иным образом.

По каким же критериям оценивается, насколько “хороша” теория? Процитируем вновь Хокинга: она должна “точно описывать целый класс наблюдений на основании модели, содержащей не слишком много произвольных элементов, и должна с определенностью предсказывать результаты будущих наблюдений”[4].

Например, теория всемирного тяготения Ньютона охватывает огромный класс наблюдений. Она предсказывает как поведение объектов, падающих на Землю, так и движение планет по их орбитам.

Однако следует учесть, что хорошая теория рождается не только из наблюдения – это может быть шальная догадка, подвиг воображения. “Способность к скачкам воображения – дар, необходимый физику-теоретику”, – утверждает Хокинг[5]. Тем не менее хорошая теория не должна противоречить уже известным данным наблюдений, разве что к ней прилагается убедительное объяснение, почему этими наблюдениями можно пренебречь. Так, теория суперструн, одна из самых интересных современных теорий, предсказывает существование более трех пространственных измерений, и это со всей очевидностью противоречит тому, что мы видим собственными глазами. Теоретики предлагают объяснение: дополнительные измерения свернуты и потому недоступны нашему зрению.

Что подразумевает второе требование Хокинга – ограничить число произвольных элементов в теории, – нам уже известно.

И последнее требование: хорошая теория должна предсказывать результаты будущих наблюдений. Она бросает ученым вызов: проверьте меня в эксперименте! Она говорит нам, что́ мы увидим, если эта теория верна. Она также подскажет нам, какие наблюдения смогут опровергнуть эту теорию, если она окажется неверной. Например, общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывает искривление световых лучей дальних звезд при прохождении мимо тел, обладающих большой массой, – например, мимо Солнца. Это предсказание можно проверить, и проверка подтвердила правоту Эйнштейна.

Некоторые теории, в том числе большинство теорий Стивена Хокинга, не поддаются проверке с помощью современных технологий. Может быть, подходящих технологий не создадут и в будущем. Тем не менее эти теории проверяются – математически. Они должны математически соответствовать тому, что нам известно и что мы наблюдаем. Однако ранние стадии формирования вселенной нам наблюдать не дано, и нет прямых данных за или против гипотезы об отсутствии граничных условий (о ней мы поговорим в дальнейшем). Кое-какие тесты для доказательства или опровержения существования “кротовых нор” предлагались, но сам Хокинг сомневался в результативности этих проверок. Зато он поведал нам, что мы обнаружим, если когда-нибудь обзаведемся нужной технологией, и он убежден, что его теории не противоречат уже имеющимся данным. В некоторых случаях он отваживался предсказывать вполне конкретные результаты опытов и наблюдений, которые должны раздвинуть границы нынешних наших возможностей.

Если вселенная едина и гармонична, то граничные условия при возникновении вселенной, элементарные частицы и управляющие ими силы, физические константы – все взаимосвязано и полностью совпадает и подчиняется единому закону, неизбежному, абсолютному и самоочевидному. Достигни мы такого уровня понимания, мы бы действительно открыли теорию всего, абсолютно всего, вероятно, получили бы даже ответ на вопрос, почему вселенная устроена именно таким образом. Проникли бы в “замысел Бога”, как формулирует Хокинг в “Краткой истории времени”, в “Высший замысел”, как он выражается в недавней книге, именно так и озаглавленной.

Перчатка Брошена

А теперь перечислим задачи, стоявшие перед любым кандидатом на теорию всего в 1980 году, когда Хокинг читал вступительную лекцию в качестве Лукасовского профессора. С тех пор – об этом мы еще будем говорить – некоторые требования из этого списка слегка видоизменились. Итак, теория-кандидат должна:

• Объединять частицы и силы.

• Описывать граничные условия вселенной, ее состояние на момент “ноль”, когда все только началось и не прошло еще ни мгновения.

• Быть “ограничительной”, не допускать слишком много вариантов. (Например, она должна точно предсказать количество существующих видов частиц. Если теория допустит существование разных путей развития вселенной, ей придется объяснить, почему в итоге мы получили именно такую вселенную, а не какую-либо иную.)

• Содержать не слишком много произвольных элементов. (Она не должна вынуждать нас чересчур часто обращаться за ответами к вселенной как она есть. Парадокс: сама теория всего может оказаться произвольным элементом. Большинство ученых не рассчитывают, что теория всего разъяснит саму себя: почему она существует и почему именно в таком виде, а также почему существует все то, что она призвана описать. Вряд ли она ответит на вопрос Стивена Хокинга: “Почему вселенная [или в данном случае теория всего] вообще не погнушалась существовать?”[6])

• Предсказывать вселенную, похожую на ту, что нам известна, или убедительно объяснять, почему мы видим одно, а “на самом деле” тут другое. (Если теория предсказывает скорость света десять километров в час или не допускает существования пингвинов – или пульсаров, – возникает серьезная проблема. Теория всего должна выдержать проверку всем, что мы наблюдаем.)

• Быть простой и в то же время допускать невероятную сложность устройства мира. Принстонский физик Джон Арчибальд Уилер писал:

Самые мощные теории – такие как теория всемирного тяготения Ньютона или теории относительности Эйнштейна – просты именно в том смысле, о котором пишет Уилер.

Всеохватывающая теория должна каким-то образом примирить общую теорию относительности Эйнштейна (которая объясняет явления гравитации) с квантовой механикой (которую мы успешно применяем, обсуждая остальные три силы). Стивен Хокинг ответил на этот вызов. Проблему мы обозначили, а суть ее вы лучше поймете, когда прочитаете в этой главе о принципе неопределенности в квантовой механике, а далее – об общей теории относительности.

Теории встречаются

Теория относительности Эйнштейна описывает самые крупные объекты во вселенной – звезды, планеты, галактики. Она замечательно объясняет работу гравитации на этом уровне.

Квантовая механика описывает самые малые объекты. В этой теории силы природы предстают в виде сообщений, которыми обмениваются фермионы, частицы материи. И еще в квантовой механике присутствует сводящий с ума принцип неопределенности: мы не можем одновременно с точностью установить позицию частицы и ее количество движения (как она движется). Несмотря на этот изъян, квантовая механика прекрасно справляется со своей задачей – объяснять явления на уровне бесконечно малых.

Объединить две великие теории ХХ века в одну можно было бы, например, объяснив гравитацию – более успешно, чем это удавалось до сих пор – как сообщения, которыми обмениваются фермионы (так мы объясняем остальные три силы). Другой вариант объединения – переосмыслить общую теорию относительности в свете принципа неопределенности.

Объяснить гравитацию как работу частиц-вестников не получается. Если попытаться описать силу, удерживающую нас на Земле, в виде обмена гравитонами (частицами-вестниками гравитации) между частицами вещества нашего тела и частицами вещества, из которого состоит Земля, то вроде бы получается квантово-механическая версия теории всемирного притяжения. Однако этим гравитонам тоже придется обмениваться гравитонами, и математически выйдет довольно неопрятно: мы уходим в бесконечность, в математическую бессмыслицу.

Бесконечность не вмещается в физическую теорию. Когда бесконечность все-таки пролезает в теорию, физики прибегают к “перенормировке”. Ричард Фейнман использовал перенормировку, создавая теорию для объяснения электромагнитных сил, но его это нисколько не радовало. “Словцо-то умное, – писал он, – но уловка безумная”[8]. Для перенормировки приходится добавлять в уравнения другие бесконечности, а потом сокращать старые и новые. Выглядит сомнительно, хотя на практике вроде бы работает: в результате складываются теории, вполне согласующиеся с практикой.

Перенормировка выручила при создании теории электромагнетизма, но с гравитацией она справиться не помогает. Бесконечности, пролезающие в теорию гравитации, куда упорнее и противнее, чем электромагнетические: раз появившись, они уже не уходят. В ХХ веке большие надежды были связаны с теорией супергравитации, которую Хокинг упоминал в своей Лукасовской лекции, и с теорией суперструн, представляющей основные объекты вселенной в виде не точек-частиц, но скорее струн или струнных петель. В этой книге мы расскажем о еще более многообещающих прорывах последних лет. Но полностью решить проблему так и не удалось.

А что произойдет, если допустить квантовую механику в область крупных объектов, туда, где безраздельно царит сила всемирного притяжения? Что получится, если пересмотреть объяснение гравитации, предлагаемое общей теорией относительности, в свете того, что нам известно о принципе неопределенности, согласно которому невозможно одновременно точно замерить и положение частицы, и ее движение? Хокинг подошел к проблеме именно с этой стороны и получил парадоксальные результаты: черные дыры оказались белыми, а основным граничным условием оказалось отсутствие граничных условий.

И раз мы взялись перечислять парадоксы, вот еще один: пустое пространство не пусто. Позднее мы обсудим, как ученые пришли к такому выводу, а пока лишь скажем, что из принципа неопределенности следует: пустое якобы пространство кишит частицами и античастицами. (Полагаю, по научной фантастике всем знакомы понятия материи и антиматерии.)

Общая теория относительности предсказывает искривление пространства-времени в присутствии материи или энергии. Один из примеров такого искривления мы уже приводили: лучи света далеких звезд отклоняются от своего пути, когда проходят мимо массивных объектов вроде Солнца.

Обратите внимание на эти два пункта: 1) “пустое” пространство заполнено частицами и античастицами, а значит, и огромным количеством энергии; 2) присутствие этой энергии вызывает искривление пространства-времени.

Если оба пункта верны, вселенная должна была свернуться в крошечный мячик. Такого не произошло. То есть при одновременном использовании общей теории относительности и квантовой механики их предсказания, по-видимому, оказываются совершенно неправильными. Обе эти теории сами по себе очень удачны, каждая из них стала плодом замечательных научных достижений ХХ века. Они годятся не только для умозрительных построений, но и для решения многих практических задач. И тем не менее в совокупности они порождают бесконечности и бессмыслицу. Теория всего должна каким-то образом извлечь из этой бессмыслицы смысл.

Предсказание в подробностях

Вообразите себя вновь инопланетянином, незнакомым с нашей вселенной. Теория всего позволит вам предсказывать любые события в ней… так или не так? Понятно, что вы сможете предсказать существование солнц и планет, галактик и черных дыр. Но сможете ли вы предсказать победителя на следующем Дерби? Насколько подробным будет предсказание? Скорее всего, не очень подробным.

Чтобы обработать все данные вселенной, понадобился бы компьютер, во много раз превосходящий мощностью все те, что мы в состоянии хотя бы представить. Хокинг напоминал, что, пусть мы и умеем решать уравнения движения двух тел согласно теории всемирного притяжения, уже уравнение с тремя телами не поддается точному решению – не потому, что для трех тел перестает действовать теория Ньютона, а потому, что слишком усложняются сами вычисления. А в реальной вселенной тел несколько больше трех.

Мы не можем предсказать состояние своего здоровья, хотя и понимаем основные принципы медицины, химии и биологии. И здесь тоже проблема в том, что в реальной системе – даже если это всего-навсего система одного человеческого тела – чересчур много элементов, миллиарды и миллиарды.

Даже создав теорию всего, мы не научимся делать всеохватывающие прогнозы. Даже если основные принципы окажутся простыми и понятными, работают они весьма сложным образом. “Выучишь за минуту, совершенствуешься всю жизнь вселенной”, перефразируя слоган очередной игры. Но эту игру не осилить и за множество жизней вселенной[9].

Что из этого следует? Теория всего могла бы предсказать, какая лошадь выиграет кубок в следующем году, но ни один компьютер не вместит данные и не осилит вычисления, которые необходимы для такого предсказания. Так, что ли?

Есть и другая проблема. Вернемся вновь к принципу неопределенности в квантовой механике.

Беспорядок бесконечно малых

В царстве бесконечно малых, на квантовом уровне вселенной, нашу способность предсказывать ограничивает принцип неопределенности.

Подумайте о странных, вечно занятых обитателях квантового мира – фермионах и бозонах. Прямо-таки зоопарк частиц. Среди фермионов значатся электроны, протоны, нейтроны, каждый протон и каждый нейтрон состоит из трех кварков-фермионов. А еще бозоны: фотоны (вестники электромагнитных сил), гравитоны (представители силы всемирного тяготения), глюоны (сильные взаимодействия), W и Z (слабые взаимодействия). Хотелось бы знать, где все эти господа и другие им подобные находятся, куда несутся и с какой скоростью. Возможно ли это установить?

Рис. 2.1. В резерфордовской модели ядра гелия электроны вращались вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца. Теперь мы знаем, что в силу принципа неопределенности орбиты планет нельзя прочертить так отчетливо, как в этой схеме.

На рисунке 2.1 изображен атом, каким его представил Эрнест Резерфорд в Лаборатории Кавендиша в начале ХХ века. На этом рисунке электроны кружат вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца. Теперь нам известно, что на квантовом уровне все происходит несколько иначе. Орбиты электронов нельзя представлять себе в виде планетарных орбит. Точнее было бы сказать, что они окружают ядро облаком или ульем. Почему эта картинка размыта?

Принцип неопределенности превращает жизнь на квантовом уровне в беспорядок и неопределенность – так живут не только электроны, но и все остальные частицы. Как бы внимательно мы ни наблюдали за ними, невозможно одновременно зафиксировать и положение частицы, и характер ее движения. Чем точнее мы измеряем движение, тем менее точно знаем положение частицы, и наоборот. Словно дети на качелях: когда точность одного параметра взмывает вверх, точность другого параметра идет на понижение. Чтобы сделать одно точное измерение, придется соглашаться с возрастающей неопределенностью другого.

Чтобы описать движение частицы, приходится рассмотреть все возможные варианты ее движения, а затем вычислить вероятность каждого из этих вариантов. Так мы вступаем в область вероятностей. С такой-то вероятностью частица движется туда, с такой-то вероятностью – сюда. И все же это весьма ценная информация.

Немного смахивает на попытки предсказать результаты выборов. Эксперты виртуозно работают с данными опросов. Обрабатывая достаточно большие числа, они получают статистические таблицы, позволяющие предсказать, кто и с каким отрывом победит на выборах, – при этом вовсе не требуется знать, как именно проголосует каждый избиратель. Так и квантовая физика: если рассмотреть множество вариантов движения частиц, то вероятность, что они движутся так-то и так или что находятся скорее в том месте, чем в этом, превращается в конкретную информацию.

Эксперты по выборам учитывают, что опрос может повлиять на голосование: отвечая на вопросы, избиратель начинает задумываться над последствиями своего решения. Такая же дилемма стоит и перед физиками, когда они проникают на квантовый уровень: их вмешательство отражается на полученных ими результатах.

До сих пор сравнение результатов выборов и жизни частиц работало, но дальше придется от него отказаться: в день выборов каждый гражданин подаст свой голос либо “за”, либо “против”. Его голос будет сохранен в тайне, и тем не менее это вполне конкретное решение. Если бы эксперты разместили в кабинках для голосования скрытые камеры (чудом избежав при этом ареста), они смогли бы узнать, как проголосовал каждый. В квантовой физике подобное невозможно. Физики изобретают хитроумнейшие способы проследить за частицами, но все напрасно. Мир элементарных частиц не просто кажется неопределенным, потому что мы не сумели придумать эффективный метод наблюдения, – этот мир действительно полон неопределенности. Не зря Хокинг в Лукасовской лекции назвал квантовую механику “теорией того, чего мы не знаем и не умеем предсказывать”[10].

Учтя это ограничение, физики по-новому сформулировали задачу науки: теория всего должна представлять собой набор законов, которые позволят предсказывать события в пределах, заданных принципом неопределенности, то есть в большинстве случаев нам придется удовлетвориться статистической вероятностью, без конкретных подробностей.

Об этой проблеме и ведет разговор Стивен Хокинг. На вопрос, предопределено ли все теорией всего (или Богом), он отвечает утвердительно: по его мнению, это так. “Но может быть, и не так, потому что мы никогда не сможем узнать, что предопределено. Если теория предопределяет кому-то смерть на виселице, значит, он не утонет, но до какой же степени нужно быть уверенным в судьбе, чтобы отважиться выйти в шторм в море на хлипкой лодчонке”[11]. По этой причине Хокинг считает концепцию свободной воли “вполне удачной теорией, приблизительно описывающей поведение человека”[12].

Существует ли на самом деле теория всего?

Некоторые ученые не верят в теорию всего или, допуская, что единый набор законов существует, полагают, что человеку его не обнаружить. Наука будет и впредь совершенствовать накопленные знания, делать новые открытия, влезать в коробочки внутри других коробочек, но до последней, самой глубинной коробочки никогда не доберется. Другие и вовсе считают, что события непредсказуемы, работает элемент случайности. Есть и такие, кто верит, что Бог и люди действуют в тварном мире с куда большей свободой, чем допустила бы детерминистская теория всего. Приверженцы этой веры сравнивают мир, например, с игрой огромного оркестра: ноты записаны, и от них отступаться нельзя, но каждый музыкант исполняет свою партию вдохновенно и творчески, и каждый оттенок каждой ноты предсказать невозможно.

Пусть спор о том, возможно ли создать теорию всего и будет ли она когда-нибудь нам по силам, не улажен, среди нас есть люди, готовые хотя бы попытаться. Человек бесстрашен, и его любопытство неутолимо. Иных, того же Стивена Хокинга, вообще ничем не остановишь. Один из участников великого похода, физик Марри Гелл-Манн, так описывает это приключение: “Попытки постичь вселенную, как она устроена, откуда произошла – самое упорное, самое увлекательное занятие во всей человеческой истории. Не удивительно ли, что кучка обитателей маленькой планеты, кружащей вокруг ничем не замечательной звезды в небольшой галактике, чувствует себя призванной постичь вселенную? Эта ничтожная частица творения и впрямь верит, что способна осмыслить целое!”[13]

Когда Стивену Хокингу исполнилось двенадцать лет, двое одноклассников заключили пари о его будущем: Джон Маккленаген утверждал, что из Стивена “ничего не выйдет”, а Бэзил Кинг – что он “окажется необычайно талантливым”[14]. Заклад – пакетик леденцов.

Юный Хокинг отнюдь не казался вундеркиндом. В некоторых воспоминаниях он предстает гением, хотя и непонятно, к чему пригодным, но сам Хокинг помнит себя обычным английским школьником: читать он учился с трудом, его почерк приводил учителей в отчаяние. В классе он болтался где-то посередине, хотя и оговаривается теперь: это, мол, был “на редкость одаренный класс”[15]. Мог ли кто-нибудь предсказать ему научную или техническую карьеру на том основании, что Стивен страстно мечтал понять, как устроены механизмы, и вечно разбирал радио или часы, вот только собрать их обратно не получалось? С координацией у Стивена уже тогда дело обстояло плохо, он не любил спорт и вообще не отличался подвижностью. В играх его принимали в команду одним из последних. Джон Маккленаген имел все основания рассчитывать на свой пакетик сладостей.

Бэзил Кинг, вероятно, спорил лишь из верности другу, а может быть, любил ставить на темную лошадку. Или он угадывал в Стивене то, чего не видели учителя, родители и сам Стивен? Свой заклад Кинг так и не востребовал, а пора бы, ведь Стивен Хокинг, ничем в ту школьную эпоху не примечательный, превратился в крупнейшее научное светило нашего времени и стал одним из наших любимых героев. Объяснить тайну подобного преображения не сумеет и самый дотошный биограф. Сам Хокинг говорит, что он “попросту остался ребенком. Я все еще твержу свои “как” и “почему” и порой добиваюсь ответа на свои вопросы”[16].

1942–1959

Стивен Уильям Хокинг родился в Оксфорде во время Второй мировой войны, 8 января 1942 года. Зима отчаяния и страха, не лучшее время появиться ребенку на свет. Хокинг любит подчеркнуть, что родился ровно через триста лет после смерти Галилея, отца современной науки. Но кто в январе 1942-го вспоминал о Галилее?

Родители Стивена, Фрэнк и Изобел Хокинг, были небогаты. Преуспевавший одно время йоркширский дед Фрэнка зарвался, скупая фермерские участки, и разорился во время великой сельскохозяйственной депрессии начала ХХ века. Его отважная супруга, бабушка Фрэнка и прабабушка Стивена, спасла семью от нищеты, открыв школу на дому. Ее решение стать учительницей и наличие у нее достаточной подготовки свидетельствуют, что уже в том поколении семьи образование было в чести.

Изобел, мать Стивена, была второй из семерых детей. Ее отец работал в Глазго семейным врачом. Когда Изобел исполнилось двенадцать, семья переехала в Девон.

Обеим семьям нелегко было наскрести денег и послать детей в Оксфорд, но обе семьи сделали это. Особенно трогательна решимость родителей Изобел, ведь в 1930-х немногие женщины получали университетское образование. Хотя принимать студенток Оксфорд начал с 1878 года, лишь с 1920 года он начал выдавать им дипломы. Причем Изобел выбрала очень широкий спектр предметов, что необычно для этого университета: здесь, в отличие от американских колледжей свободных искусств и университетов, студенты специализируются рано. Изобел штудировала философию, политику и экономику[17].

Отец Стивена, Фрэнк, добросовестный и целеустремленный молодой человек, с четырнадцатилетнего возраста непрерывно вел дневник и не бросал его до конца жизни[18]. В Оксфорд он попал раньше Изобел и изучал там медицину со специализацией по тропическим болезням. Начало Второй мировой войны застало его на востоке Африки, где он проводил полевые исследования. Фрэнк преодолел огромное расстояние, чтобы добраться до гавани, сел на корабль, вернулся в Англию и хотел записаться в добровольцы. Вместо этого ему поручили продолжать научную работу.

Изобел по окончании Оксфорда устраивалась на разные работы, но все они не соответствовали ее способностям и уровню образования. В том числе она трудилась в налоговой инспекции, но это место надоело ей до такой степени, что Изобел ушла и устроилась секретаршей в медицинский институт в Хэмпстеде. Там она и познакомилась с Фрэнком Хокингом. Вскоре после начала войны они поженились.

В январе 1942 года Хокинги жили в Хайгейте, северном пригороде Лондона. Столицу и ее окрестности бомбили почти каждую ночь, и супруги решили, что Изобел следует переехать в Оксфорд и там в сравнительной безопасности родить первенца. Немцы щадили оба университетских города, Оксфорд и Кембридж, якобы в обмен на обещание англичан не трогать Гейдельберг и Геттинген. В Оксфорде, где прошли ее студенческие годы, Изобел провела последнюю неделю беременности: сперва в отеле, а затем, с приближением родов, персонал гостиницы занервничал и уговорил ее перебраться в больницу. Из больницы пациентку выпускали на прогулки, и, неторопливо бродя по городу зимним днем, она забрела в книжный магазин и обменяла ваучер на астрономический атлас. Позднее Изобел сочла эту покупку пророчеством[19].

Вскоре после рождения Стивена перевезли обратно в Хайгейт. Их дом уцелел до конца войны, хотя однажды в их отсутствие “Фау-2” угодила в соседнее здание, а у Хокингов выбило окна, и осколки стекла маленькими кинжалами вонзились в противоположную стену[20]. Как удачно, что семья отлучилась из дома.

После войны Хокинги до 1950 года оставались в Хайгейте. Там в 1943 году родилась сестра Стивена Мэри (Стивену еще не было и двух лет), а вторая сестра, Филиппа, появилась на свет в 1946-м. В 1955 году, когда Стивен будет уже подростком, родители усыновят мальчика Эдварда. В Хайгейте Стивен посещал начальную школу Байрон-Хаус, чей “прогрессивный метод”, по мнению самого Стивена, мешал ему научиться читать, пока он не перешел в другое учебное заведение.

Тем временем доктор Фрэнк Хокинг завоевал блестящую репутацию в своей области, возглавил отдел паразитологии Государственного института медицинских исследований, и семья переехала в Сент-Олбанс.

Эксцентрик из Сент-Олбанса

Хокинги жили дружно. В их доме было много хороших книг, звучала хорошая музыка, часто ставили на полную громкость оперы Рихарда Вагнера. Фрэнк и Изобел Хокинг твердо верили в ценность образования и много занимались с детьми дома. Фрэнк помимо всего прочего наставлял их в астрономии и основах научного исследования, а Изобел водила в музеи Южного Кенсингтона. У каждого из ребят имелся свой любимый музей, а предпочтений брата или сестры никто не разделял. Стивена мать оставляла в Музее науки, Мэри – в Музее естественной истории, а с Филиппой, которая еще не могла осваивать экспозицию самостоятельно, отправлялась в Музей Виктории и Альберта. Затем вновь собирала всех в обратный путь[21].

В Сент-Олбансе Хокингов считали рафинированными интеллигентами и, конечно же, чудаками. Их любовь к чтению принимала такие формы, что друзья Стивена, зайдя в гости, с удивлением и некоторой обидой взирали на хозяев, которые ели с книгой в руках и ни на кого не обращали внимания. Но слухи, будто они разъезжали на подержанном катафалке, – злостная клевета. Год за годом Хокинги покупали подержанные лондонские такси – действительно черные, глухие коробки. И обращал на себя внимание не только облик семейного автомобиля, а сам факт, что у Хокингов имелся автомобиль: после войны машин стало немного, и лишь зажиточная семья могла себе позволить такое приобретение. Между задним сиденьем и откидными Фрэнк вмонтировал столик, чтобы ребята могли в поездке развлекаться картами и настольными играми. В особенности пригождался автомобиль – и столик для детских игр – летом, когда семья выезжала в Дорсет, где на окраине деревушки Осмингтон-Миллз стоял пестрый цыганский фургон и раскидывалась вместительная армейская палатка. Хокинги разбивали лагерь в сотне метров от пляжа – пляжа каменистого, а не песчаного, со своей интересной историей: некогда тут высаживались контрабандисты.

В послевоенные годы многие семьи жили небогато, не могли себе позволить ремонт, зачастую под одной крышей – по любви или ради экономии – собиралось более двух поколений семьи. Но Хокинги, обитавшие в весьма просторном по средним меркам доме, доводили экономию и вместе с тем запущенность своего жилища до крайности. В подвале неуклюжего трехэтажного здания Фрэнк разводил пчел, на чердаке жила шотландская теща, которую приглашали играть на пианино – играла она блестяще – на местных танцульках. Дом нуждался в ремонте уже тогда, когда Хокинги в него переезжали, и с тех пор в нем ничего не менялось. Младший, усыновленный брат Стивена Эдвард вспоминал: “Огромный темный дом… даже страшноватый, как дом с привидениями”[22]. Грязное мозаичное стекло передней двери некогда было красиво, но в нем теперь не хватало кусков. Вестибюль освещала единственная лампочка, великолепная облицовка стены – подлинная работа Уильяма Морриса – утратила свои краски. Каждый порыв ветра уносил очередную филенку с разваливавшейся неподалеку от покосившегося крыльца оранжереи. Отсутствовало центральное отопление, мебель рассыпалась, никто не чинил сломанные окна. Теплоизоляцию обеспечивали книги – стеллажи повсюду, полки глубиной в два тома. Фрэнк Хокинг не видел повода для жалоб: одевайтесь зимой потеплее, вот и весь секрет. Сам он в холодное время года отлучался с экспедициями в Африку. Сестра Стивена Мэри вспоминает, что мысленно сравнивала отцов с “перелетными птицами. Появляются на Рождество и снова улетают до теплого сезона”[23]. Ей казались “странными” те семьи, где отцы не исчезали время от времени[24].

А какой простор для фантазии давала жизнь в подобном доме! Стивен и Мэри соревновались, кто найдет больше разных способов проникать внутрь, причем иные пути оказались весьма хитроумными – из придуманных Стивеном одиннадцати Мэри сумела догадаться лишь о десяти. И как будто мало было одного такого дома, Стивен владел еще и другим – воображаемым – в местности, которую он именовал Дрейн. Местоположение Дрейна сам Стивен не уточнял, знал только, что где-то он существует. Мать даже немного беспокоилась: Стивен вечно грозился сесть на автобус и уехать на поиски Дрейна. Однако позднее, когда они посетили Кенвуд-хаус в Хэмпстед-Хите, мальчик заявил, что именно этот дом он и видел во сне[25].

“Семейный диалект” Хокингов друзья Стивена прозвали “хокингийским наречием”. Глава семейства заикался, Стивен и его сестры разговаривали в таком темпе, что порой тоже спотыкались на длинном слове, и вдобавок изобретали собственные сокращения[26]. Тем не менее Стивен, по мнению его матери, “всегда был говорлив”. Он также “отличался живым воображением… любил музыку и играть в пьесах”, был “изрядно ленив”, но “с самого начала жадно обучался… впитывал в себя все, как промокашка”[27]. Отчасти поэтому он не слишком преуспевал в школе: не желал заниматься тем, что и так знал, и тем, чего не хотел знать.

Хотя ростом Стивен уступал большинству одноклассников, он любил и умел командовать. Он был собран и хорошо организовывал других. Славился он и своим комическим талантом. Подзатыльники от старших мальчишек его особо не удручали, но всему есть предел, и когда Стивена доводили, он делался и свиреп, и опасен. Его приятель Саймон Хамфри был сложен покрепче, однако мать Саймона запомнила, как однажды Стивен, а не ее сын, бросился с кулаками на вдвое превосходивших его размерами хулиганов, которые постоянно изводили ребят. “Таков он был – не желал никому уступать”[28].

Восьмилетнего Стивена после переезда в Сент-Олбанс отдали в Старшую школу для девочек – название не соответствовало действительности, поскольку, во-первых, большинство учеников были гораздо моложе старшего школьного возраста, а во-вторых, в школе имелось отделение Майкл-хаус, куда принимали как раз мальчиков. Семилетняя Джейн Уайлд, учившаяся классом младше, как-то заметила “у стены в соседнем классе” мальчика с “копной золотисто-каштановых волос”[29], но ближе они тогда не познакомились. Годы спустя она станет его женой.

В этой школе Стивен проучился всего несколько месяцев, поскольку на сей раз Фрэнк задержался в африканской экспедиции сверх обыкновенного, а Изобел решила выехать вместе с детьми на четыре месяца на Майорку, остров у восточного побережья Испании. Прекрасная, благоуханная Майорка приютила студенческую подругу Изобел Берил и ее мужа, поэта Роберта Грейвза. Волшебный остров, где можно было укрыться от зимы. Без занятий Стивен не остался: к нему и сыну Грейвзов Уильяму пригласили наставника[30].

После этого идиллического отдыха Стивен год ходил в частную школу Рэдлетт в Сент-Олбансе и сдал экзамены достаточно хорошо, чтобы перейти в более взыскательную школу Сент-Олбанс, тоже частную, прямо возле собора. Первый год он закончил в опасной близости к хвосту – третий с конца в списке класса, – но учителя заподозрили, что этот мальчик знает больше, чем готов продемонстрировать на уроках. Друзья прозвали его “Эйнштейном” – то ли за выдающийся ум, то ли за эксцентричность, а может быть, и за то и за другое. Один из друзей, Майкл Черч, вспоминал его “поразительную самоуверенность… словно он лучше всех знал, как устроен этот мир”[31].

“Эйнштейн” постепенно поднялся до середины списка. Однажды он даже получил премию по богословию. С раннего детства отец читал Стивену Библию. “Он неплохо разбирался в религии”, – скажет потом Изобел одному корреспонденту[32]. Семья с удовольствием проводила религиозные дебаты, с увлечением выдвигая доводы в пользу и против существования Бога.

Третье место с хвоста нисколько не смутило Стивена, лет с восьми уже помышлявшего о научной карьере. Он любил доискиваться, как что устроено. Ему казалось, что наука поможет ему обрести истинное знание – и не только о часах и радио, но и обо всем вокруг. Родители собирались по достижении тринадцати лет перевести его в Вестминстерскую школу. Фрэнк Хокинг считал, что на его собственной карьере отрицательно сказалась бедность родителей, которые не могли отправить сына в престижное учебное заведение. Менее способные, но принадлежавшие к элите юноши обходили его. Во всяком случае, так ему казалось. О Стивене он хотел позаботиться получше.

Но Вестминстерскую школу Хокинги могли потянуть только с тем условием, что Стивен получит стипендию. К несчастью, в этом возрасте у мальчика периодически поднималась температура, у него диагностировали мононуклеоз, и он вынужден был время от времени оставаться в постели. И как раз заболел в тот момент, когда настала пора сдавать экзамены на стипендию. Надежды Фрэнка рухнули, Стивен продолжил обучение в Сент-Олбанс. Впрочем, он уверял, что получил там образование ничуть не худшее, чем предлагалось в Вестминстере.

В 1955 году Хокинги усыновили Эдварда, и у детей появился новый брат. Принял его Стивен вполне благосклонно. По словам Стивена, “он пришелся ко двору. Непростой ребенок, но его нельзя было не полюбить”[33].

Учеба в Сент-Олбанс вместо попытки покорить Вестминстер имела как минимум одно явное преимущество для Стивена: он продолжал расти вместе со сплоченной бандой друзей, которые разделяли с ним интерес к производству довольно-таки рискованных петард (этим занимались в заброшенной оранжерее) и выдумыванию сложнейших настольных игр. Вели они и бесконечные разговоры на самые разные темы. В их игре “Риск” были задействованы железные дороги, заводы, фабрики, собственная фондовая биржа – полный цикл игры занимал несколько дней. Имелась и игра с феодальной тематикой, с династиями и разветвленными родословными. По словам Майкла Черча, Стивена в особенности увлекал процесс создания этих миров и установления законов, которые ими управляют[34]. Отец Джона Маккленагена пускал Стивена в свою мастерскую и разрешал им с Джоном конструировать модели аэропланов и кораблей. Позднее Стивен вспоминал, как ему нравилось “делать работающие модели, которыми я мог управлять… С тех пор как я взялся за диссертацию, потребность контролировать удовлетворяется моими космологическими исследованиями. Поняв, как функционирует вселенная, вы отчасти приобретаете контроль над ней”[35]. Эти созданные взрослым Хокингом модели вселенной примерно так же соотносятся с “реальностью”, как его детские модели кораблей и аэропланов – с реальными аэропланами и кораблями: они дают приятную, утешительную иллюзию контроля, ничего на самом деле не контролируя.

В пятнадцать лет Стивен познакомился с теорией расширяющейся вселенной. Он был потрясен. “Я был уверен: тут какая-то ошибка, – говорит он. – Статичная вселенная была куда понятнее. Она могла вечно существовать в прошлом и вечно продолжать существование в будущем. Но расширяющаяся вселенная со временем меняется. Если она будет все время расширяться, она опустеет”[36]. Это не могло не тревожить.

Как многие подростки того поколения, Стивен и его приятели живо интересовались паранормальными явлениями. Они пытались силой воли управлять суммой, выпадающей на костях. Однако любопытство сменилось презрением после того, как Стивен посетил лекцию специалиста, проводившего исследование подобных явлений в Университете Дьюка (США). Лектор сообщил аудитории, что всякий раз, когда эксперимент давал какой-то результат, обнаруживалась подтасовка, а когда эксперимент проводился с технической точки зрения безукоризненно, не было результатов. Стивен пришел к выводу, что все эти паранормальные явления – мошенничество, и с тех пор его скептическое отношение к парапсихологии не изменилось. По его мнению, люди, верящие в такие “чудеса”, застряли на том уровне развития, который лично он преодолел в пятнадцать лет.

Предок “космоса”

Одним из славнейших приключений и достижений группы друзей – оно вызвало восхищение всех жителей Сент-Олбанса – стало сооружение компьютера, который они окрестили LUCE (Logical Uniselector Computing Engine – Логический шаговый вычислительный аппарат). Составленный из деталей часов и прочих электрических и механических частей, LUCE мог осуществлять простейшие математические операции. К несчастью, этот шедевр подростковой изобретательности не сохранился до наших дней: он отправился на помойку, когда новый завуч по информатике в Сент-Олбанс затеял генеральную уборку[37].

Усовершенствованный вариант LUCE Стивен с друзьями создали в последний школьный год, перед поступлением в университет. Настала пора сделать непростой выбор. Фрэнк Хокинг склонял сына пойти по его стопам и заняться медициной. Сестра Стивена Мэри так и поступит, но сам он счел биологию слишком неточной наукой. Биологи, полагал он, наблюдают и описывают явления, но не дают им фундаментальных объяснений. Кроме того, от биологов требуются детальные рисунки, а успехами в рисовании Стивен похвастать не мог. Ему требовался предмет, в котором он мог бы искать ответы на вопросы и добираться до корней всего. Будь Стивен знаком с молекулярной биологией, его жизнь могла бы сложиться иначе. Но с четырнадцати лет под влиянием учителя (мистера Тахта) Стивен уже решил, что ему нужны “математика, побольше математики, и физика”.

Отец считал его решение непрактичным. Какую работу сумеет найти себе математик? Разве что преподавательскую. Кроме того, он мечтал, чтобы сын учился в его оксфордском колледже, Юниверсити, а как раз в Юниверсити математика не предлагалась в числе основных предметов. Стивен прислушался к совету и перед поступлением в Оксфорд приналег на химию и физику. Он собирался изучать в университете в основном физику и химию и лишь как вспомогательную дисциплину – математику.

В 1959 году, в предуниверситетский год Стивена, Изобел с тремя младшими детьми уехала вслед за Фрэнком – на этот раз его направили в Индию на целый год. Стивен остался в Сент-Олбансе и жил в семье своего друга Саймона Хамфри. Он по-прежнему занимался усовершенствованием LUCE, хотя доктор Хамфри порой отвлекал его и усаживал писать письма родным – без напоминаний Стивен преспокойно забыл бы о своем долге. Но главной его обязанностью в тот год было готовиться к мартовским экзаменам на стипендию. Чтобы у юноши появился хотя бы призрачный шанс поступить в Оксфорд, требовались блестящие результаты.

Ученики, не поднимающиеся в рейтинге класса выше середины, редко попадают в Оксфорд, разве что кто-то “потянет за веревочки”. Не слишком успешная учеба сына убеждала Фрэнка в том, что пора за эти самые веревочки тянуть. Директор Сент-Олбанс сомневался не только в возможности получить стипендию, но даже в том, что Стивена вообще примут в университет, и советовал ему посвятить еще один год подготовке: все-таки он был слишком юн, два других мальчика, собиравшиеся сдавать экзамен вместе с ним, были годом старше. Но и директор, и отец недооценили знания Стивена, его ум и упорство в преодолении препятствий. По физике он получил почти максимальный балл, собеседование с ректором Юниверсити и с преподавателем физики доктором Робертом Берманом прошло настолько успешно, что Стивена приняли в Оксфорд и дали стипендию для изучения физики. Торжествуя, он отправился вслед за родными в Индию и пробыл там с ними, пока экспедиция не завершилась.

Отнюдь не серость

В октябре 1959 года семнадцатилетний Хокинг отправился в Оксфорд, в колледж Юниверсити, который некогда окончил его отец. Юниверсити находится в самом сердце Оксфорда, на Хай-стрит. Этот древнейший из колледжей, составивших в совокупности Оксфордский университет, был основан в 1249 году. Стивен собирался изучать естественные науки с упором на физику. К этому времени он стал рассматривать математику не как отдельный предмет, но как инструмент создания физической теории, изучения работы вселенной. Позднее он пожалеет о том, что не приложил больше стараний к изучению этого инструмента.

Архитектура Оксфорда, как и Кембриджа, представляет собой величественное нагромождение стилей всех эпох, начиная со Средневековья. Интеллектуальные и социальные традиции въелись в самые здания, и Оксфорд, как все знаменитые университеты, представляет собой смесь подлинного научного гения, претенциозного шарлатанства, невинного дурачества и настоящего декаданса. Новая среда, в которую попал Стивен, многое могла предложить молодому человеку, интересующемуся всем перечисленным. Тем не менее первые полтора года он проскучал в одиночестве. Большинство однокурсников оказались значительно старше не только потому, что Стивен сдавал вступительные экзамены с опережением, но и потому, что они отслужили в армии. Поучиться от скуки Стивен тоже не соизволил: он убедился, что успевает лучше многих, буквально ничего не делая.

Вопреки легенде оксфордские семинары преподаватель обычно проводит не один на один с учеником, а с группой из двух-трех человек. Товарищем Хокинга по семинару стал юный Гордон Берри. С Михайлова дня (на осенний семестр) в том году Юниверсити набрал всего четырех “физиков”, и маленькая группа новичков – Берри, Хокинг, Ричард Брайан и Дерек Пауни – стала почти неразлучной, мало сообщаясь с другими студентами.

Лишь посреди второго года обучения Стивен по-настоящему влился в жизнь университета. Читая рассказ Роберта Бермана, трудно поверить, что он описывает все того же Стивена Хокинга, которого несколькими годами ранее считали не слишком многообещающим учеником, который еще в прошлом году так отчаянно скучал на первом курсе. “Мне кажется, он специально старался опуститься до уровня других и, понимаете, стать для ребят своим. Если вы не слыхали о его успехах в физике, а отчасти и в математике, то он бы вам о них и не сказал… Он стал очень популярен”[38]. Другие также вспоминают Стивена второкурсника и третьекурсника – необыкновенно живого, предприимчивого, легко приспосабливающегося. Он отрастил длинные волосы, славился остроумием, любил классическую музыку и научную фантастику.

Сам Стивен говорит, что оксфордские студенты той поры были решительно настроены “против зубрежки”: “Либо ты блистал без всяких усилий, либо смирялся со своей бездарностью и соглашался на третьестепенный диплом. Трудились ради более высокой оценки только “серости”, а худшего оскорбления во всем оксфордском словаре не имелось”. Свободный и независимый нрав Стивена, легкое отношение к учебе точно соответствовали духу заведения. Типичный пример такого поведения: однажды на семинаре Стивен прочел придуманное им решение сложной задачи, небрежно скомкал листок и бросил его через всю комнату в корзину.

Диплом по физике можно было получить – во всяком случае, юноша со способностями Хокинга мог получить, – ни на миг не выходя из образа томного бездельника. Хокинг отзывался о своем курсе как о “до смешного легком”. “Можно было пройти его, не являясь на лекции, хватало одного-двух семинаров в неделю. Много фактов запоминать не требовалось, лишь несколько уравнений”[39]. Похоже, и в лаборатории ребята лишнего времени не тратили. Они с Гордоном разными способами ускоряли получение результатов, фальсифицировали некоторые стадии эксперимента. “Мы просто особо не старались, – вспоминает Берри. – И лучше всех умел не стараться Стивен”[40].

Дерек Пауни поведал о том, как вся четверка получила задание по электричеству и магнетизму. Нужно было ответить на тринадцать вопросов, и их наставник, доктор Берман, велел им сделать к следующему семинару как можно больше. За неделю Ричард Брайан и Дерек решили одну задачу и приступили к следующей, Гордон застрял на первой же, а Стивен вовсе не заглядывал в задание. В день семинара Стивен прогулял три утренние лекции, чтобы посидеть над вопросами, и друзья думали, что на этот раз ему солоно придется. Присоединившись к ним в полдень, он хмуро признался, что справился только с десятью вопросами. Сперва они подумали, что он валяет дурака, потом поняли, что он и в самом деле решил десять задач. По словам Дерека, в этот момент они осознали: “Мы с ним живем не только на разных улицах – на разных планетах”[41]. “Даже мы, его оксфордские однокурсники, оказались намного глупее”[42].

Ум Стивена производил мощное впечатление не только на друзей. Доктор Берман и другие наставники тоже начали понимать, что Хокинг небывало одарен и “выделяется среди ровесников”. “Физика на студенческом уровне попросту не могла его увлечь. Он мало работал, потому что без труда справлялся со всем, что ему задавали: ему достаточно было знать, что задача имеет решение, и он решал ее, ни на кого не оглядываясь. Не знаю, читал ли он учебники, – если и читал, то мало и не делал конспектов”[43]. “Я не настолько самонадеян, чтобы верить, будто я чему-то его научил”[44]. По словам другого преподавателя, Стивен предпочитал отыскивать в учебнике ошибки, а не решать задачи.

Оксфордский курс физики строился таким образом, что особой нужды в напряженной работе и не возникало. Экзамены маячили только в конце трехлетнего курса, никаких промежуточных зачетов. Согласно подсчетам Хокинга, он занимался в среднем час в день – тысячу часов за три года. “Я отнюдь не горжусь своей ленью, – поясняет он, – но честно передаю свое тогдашнее настроение, которое я разделял с большинством соучеников: мы томились скукой и полагали, что особо напрягаться незачем. Для меня все изменилось с болезнью: столкнувшись с вероятностью ранней смерти, понимаешь, как драгоценна жизнь и как много хочется успеть”.

Отчасти настроение у Стивена посреди второго курса улучшилось и потому, что они с Гордоном Берри вступили в гребной клуб колледжа. Ни тот ни другой не были крепышами, каких обычно отбирают для гребли, но оба были подвижны и выносливы, сообразительны, с хорошей реакцией и громким командным голосом. Именно такие качества требуются от рулевого, который сидит лицом к носу и к четырем или восьми членам команды (они гребут, не видя, что у них за спиной) и управляет лодкой. Все та же возможность контролировать, что привлекала Хокинга в игрушечных лодках, аэропланах и вселенных: субтильный юноша командует восемью здоровяками.

На реке, тренируясь в гребле и участвуя в состязаниях в качестве рулевого, Стивен проводил куда больше времени, чем за уроками. И это был лучший способ влиться в оксфордскую элиту – стать членом гребной команды колледжа. Изысканная скука и чувство, что ничто в мире не стоит наших усилий, как по волшебству слетали с молодых людей во время соревнования. Гребцы, рулевые и тренеры собирались у реки с рассветом, даже когда на воде появлялась корочка льда. После активной разминки гоночное судно спускали на воду. Беспощадные тренировки продолжались в любую погоду, вверх и вниз по течению, тренер несся вдоль берега на велосипеде, покрикивая на свою команду. В дни гонок эмоции зашкаливали, болельщики шумной толпой бежали по берегу, подбадривая своих. Иногда соревнования происходили в тумане, лодки выныривали из дымки и вновь исчезали в ней, словно привидения. Или же начинался дождь, и на дне лодки скапливалась вода. А потом допоздна – клубный ужин, все сидят в строгих костюмах, а под занавес дерутся салфетками, смоченными в вине.

И ко всему этому – пьянящее чувство физического здоровья, товарищества, студенческой жизни на полную катушку. Стивен приобрел популярность среди любителей лодочных гонок. На уровне внутриуниверситетских соревнований он добился немалых успехов. Никогда прежде Стивен не блистал в спорте и тем более не радовался неожиданным успехам. Глава тогдашней команды Норман Дикс запомнил его “авантюризм: никогда не знаешь, что он натворит в следующую секунду”[45]. Весла ломались, лодки получали пробоины, когда Стивен срезал углы и норовил проскочить в узкую щель, куда не отваживались лезть другие рулевые.

Однако под конец третьего года обучения экзамены внезапно приобрели большее значение, чем любые гонки. Хокинг чуть не провалился. Он уже решил специализироваться в области теоретической физики. Для диплома предстояло выбрать одно из двух: либо космологию, науку о крупнейших объектах, либо элементарные частицы, науку о самых маленьких. Хокинг предпочел космологию: “Космология больше волновала меня, ведь там, казалось, можно отыскать ответ на главный вопрос: как возник мир?”[46] Самый известный английский астроном того времени, Фред Хойл, работал в Кембридже, и Стивен, пройдя летний курс обучения у самого выдающегося из аспирантов Хойла, Джаянта Нарликара, возмечтал перейти под крыло к мэтру. Он подал заявку в аспирантуру Кембриджа и был принят, но с условием: сначала получить в Оксфорде диплом Первой степени.

Тысяча часов подготовки – слишком мало, чтобы получить диплом с отличием. Однако выпускной экзамен состоял из множества вопросов и задач, и Стивен рассчитывал проскочить за счет того, что решит задачи по теоретической физике, и бог с ними, с вопросами на знание фактов. С приближением экзамена, однако, его самоуверенность дрогнула, и в качестве запасного варианта Стивен записался на экзамены для поступления на государственную службу и подал заявку в Министерство труда и занятости.

Ночь накануне экзаменов Стивен не спал от волнения, сдавал их с больной головой. На следующий день ему предстоял экзамен для аттестации на должность чиновника, но он проспал, и теперь все зависело от результатов экзамена по физике.

Затаив дыхание Стивен и его товарищи ждали своих оценок. Один лишь Гордон был уверен, что справился – пожалуй, на диплом Первой степени, думал он. Но Гордон ошибался. Они с Дереком получили Вторую степень, Ричард, к своему разочарованию, диплом Третьей степени, а Стивен балансировал на опасной границе между Первой степенью и Второй.

Чтобы решить в пользу той или другой оценки, Стивена вызвали на личное собеседование. Ему задали вопрос о дальнейших планах, и в столь напряженной ситуации, когда его судьба висела на волоске, Стивен ухитрился дать ответ, ставший среди его друзей знаменитым: “Если я получу диплом Первой степени, отправлюсь в Кембридж, если получу Вторую степень, останусь в Оксфорде. Так дайте же мне Первую”. Он получил ее. Доктор Берман полагает, что экзаменаторы “были достаточно умны, чтобы понять: перед ними человек гораздо более одаренный, чем они сами”[47].

И все же, хотя Стивен добился своего, не все у него было в порядке. Его успехи в гребном клубе, популярность среди товарищей и предэкзаменационная лихорадка на какое-то время заглушили тревогу, но проблема, давшая о себе знать в начале того года, отступать не собиралась. “Я стал отчего-то неуклюж, пару раз падал, сам не поняв, как это случилось”[48], – вспоминал он. Эта проблема подпортила и его счастливые часы на реке – уже не так легко давалась одиночная гребля. В последний свой оксфордский семестр Стивен споткнулся на лестнице и упал вниз головой. Друзья несколько часов приводили его в чувство, помогали восстановить кратковременную и долговременную память, а затем настояли, чтобы он показался врачу и убедился, что не получил серьезной травмы, а также чтобы он прошел тест на IQ (“Менса”) в доказательство того, что его умственные способности не пострадали от падения. Все вроде бы обошлось, но друзья недоумевали, как он мог ни с того ни с сего слететь со ступенек.

С ним и вправду творилось неладное, но то не было последствием падения… и дело было не в его разуме. В то лето, отправившись вместе с приятелем в Персию (ныне Иран), Стивен тяжело заболел – то ли подхватил кишечную инфекцию, то ли так отреагировал на обязательные для туристов прививки[49]. Тяжелое вышло путешествие – для родителей Стивена столь же удручающее, как для него самого. На протяжении трех недель они не имели связи с сыном, а в это время в регионе, где он странствовал, произошло землетрясение. Стивен, как выяснилось, бедствия даже не заметил: он слишком плохо себя чувствовал, к тому же ехал в старом автобусе по разбитой дороге. Наконец он вернулся домой, больной и измученный. Позднее возникнут вопросы, не прививка ли от оспы стала причиной того недуга в иранском путешествии, а заодно и бокового амиотрофического склероза, но на самом деле симптомы БАС появились еще до того. Теперь же из-за перенесенной в Персии болезни и усугублявшихся симптомов основного заболевания Стивен явился в Кембридж куда более слабым и нервным, чем был в Оксфорде лишь недавно, весной. Осенью 1962 года, двадцати с небольшим лет, он водворился в Тринити-холле и со Дня святого Михаила приступил к учебе.

Летом, перед тем как Стивен отправился в Кембридж, Джейн Уайлд заприметила его, прогуливаясь с подругами по Сент-Олбансу. Это был “юноша с неуклюжей походкой, голову он свесил, заслонился от мира нечесаной гривой темных волос… погруженный в свои мысли, он не смотрел по сторонам… скакал вприпрыжку навстречу нам”[50]. Подруга Джейн Дайана Кинг (ее брат Бэзил входил в компанию Стивена) поразила ее сообщением, что как-то ходила на свидание с этим парнем: “Он странный, но очень умный. Один раз водил меня в театр. Участвует в маршах за ядерное разоружение”[51].

Первый год Хокинга в Кембридже не принес ничего хорошего. У Фреда Хойла аспирантура была уже укомплектована, и куратором Стивена назначили Денниса Сиаму. Он был не столь знаменит (по правде говоря, Стивен впервые слышал это имя), но все отзывались о нем как о прекрасном наставнике, искренне преданном своим ученикам. Кроме того, он постоянно обитал в Кембридже, в отличие от Хойла с его международной славой – тот большую часть времени проводил в какой-нибудь обсерватории на другом конце света. Сиама признавал теорию стационарной вселенной, авторами которой были Хойл, Герман Бонди и Том Голд.

Теория стационарной вселенной допускала ее расширение, однако, в отличие от теории Большого взрыва, не предполагала некоего начала во времени. Согласно этой теории, поскольку вселенная расширяется и галактики расходятся, в увеличивающихся зазорах между ними появляется новое вещество, из которого со временем образуются новые звезды и галактики. В любой момент прошлого и будущего вселенная выглядит примерно так же, как в любой другой момент. Теория стационарной вселенной в итоге была вытеснена теорией Большого взрыва, но в ту пору казалось, будто они состязаются на равных.

Студенту с такой слабой математической подготовкой, как у Хокинга, общая теория относительности показалась очень трудной, и молодой человек вскоре горько пожалел о том, что отец отговорил его от университетских занятий математикой. Сиама советовал ему сосредоточиться на астрофизике, но Стивен твердо решил заняться общей теорией относительности и космологией. С трудом удерживаясь на плаву, он поспешно латал пробелы в своем образовании. Герман Бонди читал курс общей теории относительности в Лондоне, в Кингс-колледже, и Стивен вместе с другими кембриджскими аспирантами регулярно приезжал на его лекции.

Теория относительности и космология стали бы рискованным выбором, даже будь Стивен более сведущ в математике. Научное сообщество взирало на космологию с недоверием и неодобрением. Позднее Хокинг вспоминал: “Космологию относили к псевдонаукам, считали ее забавой тех физиков, кто в молодости на что-то, может быть, и годился, но с возрастом поддался мистицизму”[52]. Эта наука оставалась сугубо умозрительной, поскольку не располагала достаточными данными для того, чтобы уточнить или опровергнуть ту или иную теорию[53]. Сам Сиама за два года до того, как Хокинг сделался его аспирантом, характеризовал космологию как “крайне противоречивую сферу, в которой отсутствует единая доктрина”[54].

Все эти трудности Хокинг ясно сознавал, но соблазн выйти к пределам известного и проникнуть в неизведанные области был слишком силен. Космология и общая теория относительности оставались “заброшенной целиной, только и ждавшей своего исследователя. В отличие от элементарных частиц, тут имелась вполне четкая теория, но общая теория относительности Эйнштейна считалась непостижимой для ума. Все так радовались, отыскав хоть какое-то решение для уравнений поля, что об их физическом значении даже не задумывались”[55].

Общая теория относительности Эйнштейна была и в самом деле, как напоминает Хокинг, хорошо развита, и гравитация в ней объяснялась через искривление пространства-времени, однако относительно космологии прав был Сиама: все еще бушевали споры о том, какая теория правильно описывает историю вселенной – теория стационарной вселенной или Большой взрыв. Было у вселенной начало или не было? Теперь, в XXI веке, трудно поверить, что в 1962 году, когда Хокинг перешел в Кембридж, этот спор еще отнюдь не завершился.

Тот факт, что Хокинг не получил в руководители Хойла, как и его слабую математическую подготовку, можно, конечно, счесть огорчительными, но вполне обычными проблемами для аспиранта первого года. Но пока Стивен пытался постичь общую теорию относительности и продирался сквозь математические лабиринты, ведущие к пониманию этой теории, осенью 1962 года его настигла куда более редкая и страшная беда, грозившая лишить смысла все его труды. Неуклюжесть, от которой он страдал в последний оксфордский год, нарастала. Осенью в Кембридже он разучился завязывать шнурки, порой с трудом объяснялся: речь стала замедленной, те, кто встречался со Стивеном впервые, подозревали какие-то логопедические проблемы.

По окончании первого семестра в Кембридже Стивен вернулся на Рождество домой. Симптомы сделались уже настолько очевидными, что родители не могли их не заметить. Фрэнк Хокинг повел сына к семейному врачу, тот направил к специалисту. Специалист принял их после праздников.

В январе 1963-го, едва отпраздновав свой двадцать первый день рождения, Стивен отправился не в Кембридж на весенний семестр, а в Лондон, в больницу Святого Варфоломея на обследование. Единственное, что утешало: сестра Мэри, последовавшая по стопам отца и выбравшая профессию врача, проходила там практику. Верный своим “социалистическим убеждениям”, Стивен просил родителей не платить за частную палату. Врачи взяли образец мышечной ткани из его руки, закрепили датчики по всему телу, закачали в спинной мозг контрастную жидкость и с помощью рентгеновских лучей следили за перемещением этой жидкости, накреняя кровать, на которой лежал пациент. Через две недели его выпустили, невнятно сообщив, что случай “нетипичный” и что это не рассеянный склероз. Врачи посоветовали молодому человеку вернуться в Кембридж и продолжать учебу. “Я догадался, – вспоминал потом Хокинг, – что, по их мнению, болезнь будет прогрессировать, а помочь ничем невозможно, только витаминов дадут. Но от витаминов и сами врачи не ожидали никакой пользы. Расспрашивать их подробнее я не стал – все и так было плохо”.

От Изобел Хокинг какое-то время скрывали, насколько тяжело болен ее сын, но вскоре, отправившись с ней на каток, он упал и не смог подняться. Кое-как вытащив его с катка, она привела Стивена в кафе и потребовала объяснить, что с ним происходит и что говорят врачи. Мать настояла на личной встрече с доктором и выслушала все ту же страшную весть[56].

Хокинг заболел редкой и неизлечимой болезнью – боковым амиотрофическим склерозом (БАС). В Великобритании этот недуг называют также заболеванием двигательных нейронов, а в США – болезнью Лу Герига. При этом заболевании постепенно разрушаются нервные клетки спинного мозга, управляющие произвольными движениями мускулов. Первые симптомы – слабость и дрожь в руках, иногда еще замедленная речь и проблемы с глотанием. По мере того как нервные клетки распадаются, атрофируются и контролируемые ими мышцы. В конце концов эта участь постигает все произвольно сокращающиеся мышцы тела. Самостоятельное движение прекращается, утрачивается речь и все остальные способы общения. Хотя некоторые больные, как и Хокинг, прожили с этим недугом десятки лет, чаще всего БАС приводит к смерти через два-три года, обычно от пневмонии или от удушья, когда отказывают мышцы, участвующие в акте дыхания. Эта болезнь не отражается на мышцах, которые сокращаются непроизвольно, – то есть на сердце, кишечнике и половых органах. Разум остается абсолютно ясным до конца. Для кого-то это счастье, для кого-то – довершение ужаса. На финальной стадии больным часто дают морфий – не от боли (физических страданий они не испытывают), но от страха и депрессии.

Для Хокинга в одночасье все переменилось. Свою реакцию он описывает с типичной для него сдержанностью: “Мысль, что я неизлечимо болен и через несколько лет могу умереть, застала меня немного врасплох. Как могло такое случиться со мной? Почему меня вдруг отрезали от жизни? Но пока я лежал в больнице, я видел там знакомого парня, умиравшего от лейкемии. Он лежал на соседней койке, и это было тяжелое зрелище. Значит, кому-то пришлось еще хуже, чем мне. По крайней мере, меня хоть не тошнило. И всякий раз, когда мне хочется пожалеть себя, я вспоминаю того парнишку”.

И все же поначалу Хокинг не справлялся с депрессией. Он не знал, что делать, что станет с ним дальше, с какой скоростью будет прогрессировать болезнь и в чем это выразится. Врачи советовали заниматься диссертацией, но с диссертацией и без того проблем хватало, и это угнетало Стивена почти так же сильно, как болезнь. Какой смысл продолжать трудиться над работой, за которую он, скорее всего, даже не успеет получить диплом? Дурацкая выдумка, лишь бы занять разум, пока тело умирает. Он забился в свою комнату в Тринити-холле и не показывался на людях, однако решительно утверждает: “Журналы выдумывают, будто я тогда запил. Преувеличивают. Да, героем трагедии я себя чувствовал. И запоем слушал Вагнера”.

“Мне снились в ту пору тревожные сны, – вспоминает он. – Перед тем как мне поставили диагноз, я страшно скучал. Казалось, жизнь утратила смысл, ничем не стоит заниматься. Но вскоре после того, как я вышел из больницы, мне приснилось, что я осужден на казнь. И вдруг я понял, как много мог бы успеть, если б меня пощадили. Несколько раз мне снилось, будто я жертвую жизнью, спасая кого-то. Раз уж мне все равно предстояло вскоре умереть, хотелось бы умереть с пользой”.

Фрэнк Хокинг пустил в ход все свои связи в медицинском мире. Он обращался к специалистам, занимавшимся схожими недугами, но безуспешно. Поначалу врачи надеялись, что состояние Стивена стабилизируется, однако болезнь быстро прогрессировала. Вскоре они уведомили молодого человека, что жить ему осталось не более двух лет. Его отец обратился к Деннису Сиаме с личной просьбой: помочь Стивену поскорее завершить диссертацию. Сиама, видевший научный потенциал Хокинга и не желавший, чтобы тот поспешностью скомпрометировал себя, пусть даже перед смертью, отклонил эту просьбу.

Прошло два года. Течение болезни замедлилось. “Я не умер. И хотя над будущим нависла мрачная туча, я вдруг, к собственному изумлению, обнаружил, что радуюсь теперь жизни больше прежнего”. Ему пришлось ходить с тростью, но в целом все обстояло не так уж плохо. Перспектива полной инвалидности и смерти хоть и не отменилась, однако на какое-то время отступила. И тогда Сиама сказал: раз Стивену суждено еще сколько-то прожить, нужно писать диссертацию. Хокинг получил отсрочку – временную, небезусловную – и понял, как драгоценна жизнь и сколько в ней нужно успеть.

В январе 1963 года, как раз перед тем, как Стивен отправился на обследование в больницу, Бэзил и Дайана Кинг устроили в Сент-Олбансе большую новогоднюю вечеринку. Там Стивен познакомился с подругой Дайаны Джейн Уайлд[57], которая только что окончила школу Сент-Олбанс, а осенью собиралась в Лондонский университет, изучать иностранные языки в Уэстфилдском колледже. Джейн позднее описывала, как выглядел Стивен на том вечере: “Щуплый, прислонился к стене в углу, спиной к свету, что-то говорил, жестикулируя длинными тонкими пальцами, волосы падали ему на лицо поверх очков. Он был в пыльном пиджаке черного вельвета, с красным галстуком-бабочкой”[58]. Несколько приукрашивая историю о том, как выбивал себе в Оксфорде диплом Первой степени, он повеселил Джейн и своего оксфордского приятеля утверждением, будто склонил экзаменаторов присудить ему Первую степень и отправить в Кембридж в качестве троянского коня[59]. Джейн этот растрепанный аспирант показался невероятно умным, эксцентричным и несколько заносчивым, но, главное, с ним было интересно, и его умение высмеять самого себя тоже пришлось ей по нраву. Стивен сказал, что изучает космологию. Она даже не знала, что это за наука.

На этой вечеринке молодые люди познакомились и обменялись адресами, а через несколько дней, 8 января, Стивен пригласил Джейн на свой двадцать первый день рождения. Так Джейн впервые попала в эксцентричное жилище Хокингов, в дом номер 14 по Хиллсайд-роуд. Хотя лица хозяев были ей знакомы – Сент-Олбанс не так уж велик, – но среди них она почувствовала себя дурочкой и большую часть вечера провела в уголке у камина, пытаясь согреться в этом ледяном доме и усадив к себе на колени младшего брата Стивена Эдварда. Не был этот вечер счастливым и для Стивена. Ему уже не удавалось скрывать симптомы своей болезни, он не сумел разлить гостям напитки.

Примерно через месяц из разговора Дайаны Кинг с подругой Джейн услышала новости о том, что у Стивена диагностировали “какую-то ужасную неизлечимую болезнь, от которой парализует… не рассеянный склероз, но что-то вроде того, и жить ему осталось года два, не больше”[60]. Брат Дайаны Бэзил навещал Стивена в больнице.

После такого разговора встреча со Стивеном неделей позже на железнодорожной станции в Сент-Олбансе застала Джейн врасплох: выглядел Стивен неплохо, одет был несколько более “традиционно”, чем обычно, да еще и подстригся. Оба ехали в Лондон, по дороге сидели рядом, болтали. Джейн выразила сочувствие по поводу его госпитализации, Стивен поморщился и ничего не ответил[61]. Больше она эту тему не затрагивала. Стивен спросил, не сходит ли она с ним в театр, когда он приедет домой на выходные из Кембриджа. Джейн приняла приглашение.

Первое их свидание состояло из ужина и театра. Вечер в Лондоне обошелся так дорого, что, садясь с Джейн в автобус до вокзала, Стивен обнаружил полное отсутствие денег. Банкоматов в те времена еще не изобрели, и, после того как он столь щедро угостил свою даму на первом свидании, Стивену пришлось попросить ее заплатить за проезд. Джейн сунула руку в сумочку – и не нашла там кошелька. Так началось первое их совместное приключение.

Они выскочили из автобуса, пока с них не стребовали плату за проезд, вернулись в темный, закрывшийся уже “Олд Вик” и проникли в театр через вход для актеров. Кошелек обнаружился под тем самым креслом, которое Джейн занимала во время спектакля, и все вроде бы обошлось, но тут в зале погасли последние огни. Стивен взял Джейн за руку, повел ее обратно на сцену и оттуда по кромешно темному коридору к выходу. Джейн следовала за уверенно ведущим ее Стивеном “с молчаливым восхищением”[62].

Стивен был не из тех молодых людей, что приглашают в кино и угощают пиццей. В следующий раз он позвал Джейн на майский бал в Тринити-холле. Театр и ужин в Лондоне, майский бал в университете – о чем еще может девушка мечтать?

В июне[63] Стивен приехал в Сент-Олбанс за Джейн, и она ужаснулась произошедшей в нем перемене и усомнилась, сможет ли “хрупкий, истощенный, шатающийся на ветру Стивен, опиравшийся на руль, чтобы распрямиться и посмотреть на приборную доску”[64], благополучно довезти ее до Кембриджа. Поездка и впрямь оказалась опасной, но не из-за недуга Стивена, а из-за его бесшабашности. Промчавшись на головокружительной скорости от Сент-Олбанса до Кембриджа, Джейн дала себе зарок вернуться домой на поезде, но не повторять таких экспериментов[65].

Хотя Тринити-холл уступает размерами другим колледжам Кембриджа, майский бал там оказался именно таким, каким должен быть бал мечты. Спускавшиеся к реке лужайки и клумбы и поле позади колледжа были романтически освещены, студенты и преподаватели в церемониальных нарядах выглядели гораздо импозантнее, чем в обычные дни. Музыка на любой вкус в разных залах колледжа: в элегантном помещении со стенными панелями – струнный квартет, в большом зале – кабаре. Джазовый ансамбль. Шумовой ансамбль с Ямайки. Ванны шампанского, богатейший буфет. Праздник длился до рассвета, наутро планировалось катание на лодках. Джейн поначалу изумилась, а потом порадовалась тому, как друзья Хокинга отчаянно спорят с ним по каким-то ученым вопросам, но при этом с величайшей нежностью и вниманием заботятся о своем больном товарище. Но по окончании праздника Стивен, к немалому огорчению девушки, отказался отпустить ее домой на поезде и снова повез на машине. Эта поездка так вымотала ее и так рассердила, что она вышла из машины, бросив Стивена, и решительно направилась к дому. Только по настоянию своей мамы Джейн вернулась и все же пригласила Стивена к чаю. Несмотря на столь романтические свидания, романа, собственно, на тот момент еще не было, хотя Хокинг и считал Джейн “очень милой”[66], и примерно в ту же пору его старый друг Дерек Пауни заметил неожиданный интерес Стивена к элегиям Джона Донна – откровеннейшим и прекраснейшим шедеврам английской любовной поэзии[67].

Повидавшись со Стивеном еще несколько раз в кругу его и своей семьи, Джейн отправилась на лето в Испанию проходить языковую практику. К тому времени, как она вернулась, Стивен уже отбыл обратно в Кембридж, а вскоре и сама Джейн переехала из Сент-Олбанса в Лондон и приступила к учебе. Стивен наведывался в столицу лечить зубы и приглашал Джейн то посмотреть вместе коллекцию Уоллеса (знаменитую выставку предметов искусства, мебели, фарфора, оружия и доспехов), то на ужин и на оперу Вагнера “Летучий голландец”. На последнем свидании Стивен споткнулся и рухнул посреди Лауэр-Риджент-стрит. Джейн кое-как помогла ему подняться на ноги. Она заметила, что, по мере того как походка Хокинга становится все более шаткой, его мнения становятся все резче и категоричнее. В тот раз – это было вскоре после убийства Джона Кеннеди – Стивен раскритиковал политику покойного президента в пору Карибского кризиса[68].

Зимой Стивен часто приезжал в Лондон на лекции и к стоматологу, и билеты в оперу у него не переводились. Джейн также навещала его в Кембридже по выходным. Она уже понимала, что “влюбилась в Стивена, в его изощренный юмор, в волшебный свет, мерцавший в его глазах”[69], но краткий роман девушку не устраивал, а на что мог рассчитывать приговоренный, кроме краткого романа? Совместные выходные не приносили им радости, Джейн нередко возвращалась домой в слезах.

Весьма словоохотливый во всех других случаях, Стивен закрывался, когда речь заходила о его болезни, и отказывался делиться своими переживаниями. Джейн это смущало, но она не решалась давить – лишь годы спустя она осознала, что уже тогда у них появились “мертвые зоны” и это дорого обошлось им в дальнейшем[70]. Однажды зимой Джейн встретила Стивена после очередного визита к специалисту с Харли-стрит. Она спросила, что сказал доктор, а Стивен “поморщился” и заявил, что доктор не велел-де “больше приходить, помочь тут нечем”[71]. Вот и все.

Первый год Джейн в колледже Уэстфилд стал годом духовных испытаний. Неудивительно было бы, если бы под влиянием столь обаятельного и умного молодого человека, рядом с которым она чувствовала себя неоперившимся подростком, Джейн склонилась к агностицизму или даже к атеизму. Но она сохранила веру, воспитанную в ней с детства матерью, и, более того, убедила себя, что любое горе может принести и некое благо. Она пришла к выводу, что должна будет “верить за нас двоих, чтобы из нашего нелегкого положения вышло нечто доброе”[72]. Стивен, отнюдь не разделявший ее веру, дивился энергии Джейн и ее оптимизму и постепенно стал им поддаваться.

Их отношения развивались не гладко. Хотя зимой они так сблизились, стоило Джейн уехать весной 1964 года в Испанию, и Стивен перестал отвечать на ее письма. Заглянув ненадолго в Сент-Олбанс перед новым отъездом – в европейский тур с родителями, – Джейн застала Стивена в глубокой депрессии. Он слушал на полной громкости Вагнера, обо всем на свете отзывался цинически и разочарованно, словом, всячески старался отпугнуть девушку. Позднее она признавалась журналисту: “Он и впрямь был жалок. Мне кажется, тогда он утратил желание жить. Запутался”[73]. Лето они провели врозь. Стивен вместе с младшей сестрой Филиппой уехал в Байройт слушать “Кольцо нибелунга”, а оттуда проник за “железный занавес”, в Прагу.

Под конец своего европейского путешествия Джейн получила открытку от Стивена – весточка дожидалась ее в отеле в Венеции. Спасибо и на том, что написал, но к тому же написал весело, информативно. На открытке – господствующий над Зальцбургом замок-крепость, в тексте – восторги по поводу Зальцбургского фестиваля, Байройта, Праги. Сжимая в руках эту открытку, Джейн рыскала по Венеции, окутанная романтическим туманом: скорей бы вернуться в Англию, к Стивену!

В Сент-Олбансе Джейн застала Стивена в гораздо лучшем настроении, чем летом, хотя по дороге в Германию он упал в поезде и выбил передние зубы – после стольких-то визитов к лондонскому стоматологу! Но в целом его физическое состояние стабилизировалось. Появилась надежда.

Влажным осенним вечером в Кембридже, вскоре после Михайлова дня, Стивен сделал предложение, и Джейн его приняла. “Я искала смысл существования, – поясняет она, – и, видимо, обрела его в том, чтобы заботиться о Стивене. Важнее другое: мы любили друг друга, и нам следовало пожениться, какие еще варианты? Я поняла, что нужно делать, и я сделала это”[74]. Они осознали, “что вместе могут придать своей жизни какую-то ценность”[75].

Для Стивена это событие “изменило все”. “Помолвка преобразила мою жизнь. Появилось что-то, ради чего стоило жить. Появилась решимость. Без помощи Джейн я бы не смог продержаться, не было бы и желания”.

Отец Джейн дал согласие на брак с условием, что Джейн закончит учебу в университете и ей не будут предъявлять неразумных требований. Фрэнк Хокинг настаивал на скорейшем рождении детей, поскольку диагноз не сулил его сыну долгих лет жизни. Как врач, он заверил Джейн в том, что недуг Стивена генетически не передается[76].

Одно препятствие следовало устранить незамедлительно: Уэстфилдский колледж не позволял студентам вступать в брак. Исключения из правила удалось добиться на том основании, что суженый Джейн может и не дожить до свадьбы, если ее откладывать до выпуска. Однако Джейн как замужнюю даму попросили переселиться из общежития на частную квартиру. Там она проводила будни, а на выходные приезжала к Стивену в Кембридж[77]. Стивену тоже пришлось покинуть общежитие и снять жилье.

К Хокингу вернулась свойственная ему от природы жизнерадостность. Он изобрел хитроумный способ звонить в Лондон по цене местных кембриджских звонков, и в их долгих телефонных разговорах “болезнь присутствовала разве что в качестве незначительной проблемы на заднем плане – мы обсуждали перспективы карьеры, поиски дома, приготовления к свадьбе и поездку в США… куда мы должны были отправиться через десять дней после бракосочетания”[78]. Наконец в работе Хокинга наметился прогресс. Он полагал, что может считать себя счастливчиком: как бы эта болезнь ни изуродовала его тело, разум останется незатронутым. Исследования по теоретической физике можно почти целиком проводить в уме. Как удачно он выбрал одну из немногих специальностей, в которых инвалидность – не помеха.

Многие бы назвали такую позицию героической, но Стивен смущается, слыша подобные определения. Было бы за что хвалить, если бы он намеренно избрал столь трудный путь, полагает он, – и для этого действительно потребовалась бы невероятная сила воли. А так он просто делает то единственное, что может. Говоря его словами, “взрослея, понимаешь, что жизнь бывает несправедлива. И ты должен делать, что можешь, в той ситуации, в которой оказался”[79]. Так он говорил в 1964 году и той же позиции придерживается ныне: чем меньше носятся с его недугом, тем лучше. Если бы в этой книге подробно обсуждалась его научная работа и полностью отсутствовали намеки на то, что ему эта работа дается с бо́льшим трудом, чем давалась бы здоровому человеку, такое умолчание вполне устроило бы Стивена. Одно из самых важных открытий, которое делает человек, общающийся со Стивеном: его болезнь вообще не имеет значения. Называть Хокинга больным некорректно. Здоровье – это ведь не только физическое состояние организма, и в этом более широком смысле слова он большую часть жизни был здоровее всех окружающих. Эта мысль явственно проступает и в собственных работах Стивена, и в том, что пишут о нем, и становится вполне очевидной, когда находишься рядом с ним. Вот – Стивен Хокинг. И хотя не мешает прислушаться к его предостережению: “Не всему верьте, что прочтете”, этот образ никак нельзя назвать ложным.

Тем временем до свадьбы оставалось преодолеть еще одно препятствие: Стивен должен был найти работу. Без диссертации никакая работа ему не светила. Он начал подыскивать идею, необходимую для завершения диссертации.

Вызов будущему

Хотя диагноз, поставленный зимой 1963 года, нарушил привычное течение жизни Стивена Хокинга, ни ухудшение его физического состояния, ни стремительно развивавшийся роман с Джейн Уайлд не затмили его интереса к космологии. Кабинет Хокинга на кафедре прикладной математики и теоретической физики находился по соседству с кабинетом Джаянта Нарликара, с которым Стивен познакомился на летних курсах перед своим переездом в Кембридж. Нарликар принадлежал к числу учеников и ближайших соратников Хойла и разрабатывал вместе с ним поправки к общей теории относительности в надежде примирить теорию стационарной вселенной с недавними открытиями, поставившими эту теорию под вопрос. Подобная проблема не могла не заинтересовать Хокинга.

В июне 1964 года, незадолго до того, как Хойл и Нарликар опубликовали свою совместную работу, Хойл выступил с докладом по ней в Королевской академии. Хокинг приехал на его выступление из Лондона. Когда лекция закончилась и публике предложили задавать вопросы, Стивен поднялся, опираясь на трость, и выразил сомнение по поводу одного из выводов. Хойл в изумлении спросил, как может Хокинг судить, верен или неверен этот вывод. “Просчитал”, – сказал Хокинг в ответ. Хойл и все слушатели, понятия не имевшие, что Хокинг неоднократно обсуждал этот результат с Нарликаром и проводил собственные подсчеты, вообразили, что никому не известный аспирант “просчитал” результат в уме прямо на лекции. Аудитория восхищалась, Хойл неистовствовал. Как ни странно, после этой выходки Нарликар не раздружился со Стивеном. И с тех пор стала укрепляться репутация Стивена Хокинга – блестящего и взбалмошного гения. Возрастал и его интерес к расчетам и размышлениям на тему расширяющейся вселенной.

Хокинг познакомился с теорией британского математика и физика Пенроуза, объясняющей, что происходит, когда у звезды кончается ядерное топливо и под собственной тяжестью звезды наступает ее коллапс. Основываясь на работах своих предшественников Субрахманьяна Чандрасекара и Джона Уилера, Пенроуз предположил, что даже если гравитационный коллапс пройдет не вполне симметрично, звезда все равно сожмется в крошечную точку бесконечной плотности и в этой сингулярности черной дыры произойдет бесконечное искривление пространства-времени.

Хокинг начал с этого места, но обратил время вспять: представил себе точку бесконечной плотности, в которой бесконечно искривляется пространство-время, то есть ту самую сингулярность, – и вообразил, как она взрывается и начинает расширяться. Что, если с этого и началась вселенная? Пространство-время, туго стянутое в крошечную, безразмерную точку, взорвалось (это мы и называем Большим взрывом) и стало расширяться, пока не приобрело нынешний свой вид. Могло ли так произойти? Должно ли было так произойти?

С этих вопросов началось интеллектуальное приключение, продолжающееся уже более сорока пяти лет. Как говорит сам Хокинг: “Впервые в жизни я всерьез взялся за дело. Удивительно, однако мне это понравилось. Может, не следует называть это работой?”

1965

Зимой 1965 года Хокинг подал заявку на вакансию научного сотрудника колледжа Гонвилл-энд-Киз Кембриджского университета. Джейн приехала на очередные выходные из Лондона, где оставалась жить, пока заканчивала учебу в Уэстфилде. Хокинг вспоминает: “Я рассчитывал, что Джейн напечатает мне заявку, но она явилась с рукой в гипсе – сломала. Должен признаться, что особого сочувствия она от меня не дождалась. По крайней мере, сломала она левую руку, так что смогла под мою диктовку написать заявку, а перепечатать ее набело я поручил кому-то еще”.

Сломанная рука Джейн оказалась наименьшей из стоявших перед Стивеном проблем. Ему требовались две рекомендации. Деннис Сиама посоветовал обратиться к Герману Бонди. Стивен посещал в лондонском Кингс-колледже лекции Бонди по общей теории относительности, но близко с ним знаком не был. “Мы разговаривали с ним разок-другой, он передал мою статью в академию. После его лекции в Кембридже я спросил Бонди насчет рекомендации. Он посмотрел на меня тусклым взглядом и сказал, да, мол, конечно. Очевидно, он меня не запомнил: когда из колледжа у него запросили рекомендацию, он ответил, что незнаком со мной”. Неблагоприятная для Хокинга ситуация. По нынешним временам, когда столько желающих притязает на ставку научного сотрудника, его заявку попросту завернули бы, но ему повезло. “Времена были идиллические. Колледж сообщил мне о том, что человек, на чью рекомендацию я ссылался, дал столь неутешительный ответ. Мой куратор наведался к Бонди и освежил его память. После этого Бонди написал мне куда лучший отзыв, чем я заслуживал. И я получил ставку”.

Профессиональной карьере Стивена поспособствовала и полученная весной 1965 года поощрительная премия частного Фонда исследований гравитации. Он бы, возможно, получил и главный приз, если бы не пропустил срок подачи работы, но накануне свадьбы и эти сто фунтов стерлингов пришлись кстати[80]. Той же весной на международной конференции по общей теории относительности и гравитации в Лондоне (он впервые участвовал в мероприятии такого масштаба) Хокинг познакомился с Кипом Торном из Калифорнийского технологического института. На Торна произвела глубочайшее впечатление гибкость ума, с какой молодой человек, опиравшийся на трость и говоривший с запинкой, сумел применить технику исследования, внедренную в сферу общей теории относительности Роджером Пенроузом, к исследованию структуры и истории вселенной. С их беседы в буфете конференции началась дружба на всю жизнь. Торн принадлежит к числу немногих ближайших друзей – может быть, он даже единственный, – с кем Стивен откровенно и безбоязненно обсуждал свои печальные перспективы.

14 июля 1965 года Стивен Хокинг и Джейн Уайлд зарегистрировали свой брак, а на следующий день обвенчались в часовне Тринити-холла.

Поскольку теоретическая физика сплошь состоит из парадоксов, не так уж странно, что в величайшем из наших ученых вкус к жизни пробудила трагедия, которая могла бы отравить его существование и попросту убить его, что его феерический взлет к вершинам науки произошел из-за бытовой необходимости дописать диссертацию и получить работу, чтобы жениться. И Хокинг с безыскусной прямотой признается: вопреки Вагнеру, позе трагического героя и мечтательности после года депрессии “я стал счастливее, чем когда-либо прежде”.

После свадьбы и краткого медового месяца в Саффолке – на большее средств не хватало – Стивен и Джейн отправились за океан, в Америку, на организованную Корнеллским университетом Летнюю программу по общей теории относительности. Летняя школа предоставила Хокингу еще одну возможность сблизиться с ключевыми людьми в его науке, и все же он считал эту поездку “ошибкой”: “Наш брак она подвергла серьезному испытанию, тем более что мы жили в общежитии, где было множество молодых семей с маленькими шумными детьми”[81].

Однажды вечером, общаясь с друзьями на свежем воздухе – вечера в той местности даже летом прохладные, – Стивен вдруг начал задыхаться. Его предупреждали о возможности таких приступов, но, поскольку он уклонялся от любых разговоров на эту тему с Джейн, жена понятия не имела, как ему помочь. Наконец он знаком показал, что его нужно сильно ударить по спине. Сиюминутная проблема тем самым разрешилась, но Джейн была потрясена и испугана. Впервые она поняла, что им обоим предстоит пережить: “Дьявольский недуг явил себя во весь рост”[82].

В октябре, в возрасте 23 лет, Хокинг начал работать в колледже Гонвилл-энд-Киз, а Джейн оставался еще год до получения диплома Лондонского университета. Они договорились, что в будни Стивен пока поживет один, а Джейн будет приезжать к нему на выходные. Поскольку ни ходить пешком на большие расстояния, ни ездить на велосипеде Стивен не мог, жилье они подыскивали поблизости от его места работы. Перед отъездом в Америку молодожены подали заявку на квартиру в доме, строившемся возле рыночной площади. Им не сообщили, что новый дом принадлежит тому самому колледжу, который принял на работу Хокинга, то есть они имеют преимущественное право снимать в нем жилье. Впрочем, разница невелика: выяснилось, что к осени квартиры еще не будут готовы для заселения.

Ранее казначей колледжа предупредил Стивена, что это учреждение не помогает научным сотрудникам в поисках жилья. В качестве большого одолжения он предложил молодоженам комнату в аспирантском общежитии, причем по двойной цене, раз в выходные они будут там вдвоем. Через три дня после переезда в общежитие Хокинги обнаружили на Литтл-Сент-Мэри-лейн домик, сдававшийся на три месяца, – один из тех живописных коттеджей, что выстроились в ряд напротив церкви Святой Марии и кладбища. Отсюда было меньше ста метров до нового здания Отделения прикладной математики и теоретической физики (DAMPT) на Силвер-стрит, где Стивен получил кабинет на пару с другим молодым физиком Брэндоном Картером. Такое расстояние Стивен мог пройти, а для поездок за город, в Институт астрономии, он обзавелся маленьким трехколесным автомобилем. В конце осени, когда истек трехмесячный срок аренды первого их коттеджа, на той же улочке отыскался другой незанятый домик. Расположенный к молодой паре сосед нашел владелицу этого дома в Дорсете и убедил, что некрасиво держать пустующий дом, когда хорошим людям негде жить. Владелица согласилась сдать Хокингам свой коттедж.

Приступы удушья участились. Сестра Стивена Мэри, завершавшая свое медицинское образование в Лондонском университете, предполагала, что помочь брату мог бы сухой и теплый климат. Отчасти и поэтому в декабре, по окончании семестра, Стивен и Джейн вновь отправились за океан, сперва на конференцию по астрофизике в Майами, а оттуда в Остин, погостить недельку в Техасе у однокурсника Стивена Джорджа Эллиса и его жены. К Рождеству они вернулись в Англию и переехали в тот второй коттедж на Литтл-Сент-Мэри-лейн – уже на более долгий срок.

В первый год совместной жизни расписание у обоих супругов было напряженное. Стивена по-прежнему беспокоил недостаток математической подготовки. Будучи, по словам его матери, склонен к самообразованию, Стивен решил воспользоваться известным студенческим методом самосовершенствования: если хочешь освоить новый предмет, преподавай его. И вот, помимо своей работы над диссертацией, Стивен взялся вести в колледже математику на младших курсах[83]. Джейн еженедельно моталась из Лондона в Кембридж и обратно, писала диплом, занималась переездами и печатала на машинке диссертацию своего супруга.

В марте 1966 года они отпраздновали завершение диссертации Стивена, а заодно и кое-что еще: Хокинг подал свою работу “Сингулярности и геометрия пространства-времени” на премию Адамса. Эта престижная премия, названная в честь Джона Адамса, одного из открывателей планеты Нептун, присуждалась молодым британским исследователям за работу международного уровня. В тот год премию получили Хокинг и Роджер Пенроуз. Деннис Сиама в восторге уверял Джейн, что ее муж вырастет в нового Исаака Ньютона[84]. Несмотря на болезнь Стивена и висевшую над ним страшную угрозу, то была прекрасная пора: Кембридж 1960-х был идеальным местом для человека с научными интересами Хокинга. Все казалось посильным. Поразительно, сколь многого и впрямь удалось достичь![85]

Джейн, не желавшая отказываться от собственной научной карьеры и профессиональных интересов, весной приняла решение поступить в аспирантуру Лондонского университета. Темой диссертации она выбрала критический разбор уже опубликованных средневековых испанских текстов – такой выбор позволял ей работать в основном в библиотеке, а не с первоисточниками. И все же это решение казалось рискованным, ведь на Джейн ложилось все больше забот о Стивене, и к тому же супруги хотели, не откладывая, обзавестись детьми. Осенью 1966 года Джейн убедилась, что ждет ребенка, а у Стивена скрючились пальцы, и он не мог больше писать от руки. Институт физики проявил под напором Сиамы небывалую щедрость и оплатил Стивену физиотерапевтические процедуры – дважды в неделю на дому[86].

Первенец Хокингов, Роберт, появился на свет 28 мая 1967 года. Прошло четыре года с тех пор, как врачи посулили Стивену не более двух лет жизни, а он все еще передвигался самостоятельно и стал отцом. Джейн вспоминает: “Конечно, это придало Стивену новые силы: теперь он отвечал за крохотное существо”[87].

Новорожденного Роберта родители повезли с собой в Америку. Впервые Хокинги осваивали ее Западное побережье. Стивен участвовал в семинедельной летней школе в Сиэтле, а затем провел две недели в Беркли, в Калифорнийском университете. Он уже вполне соответствовал “международному уровню”, который обуславливала премия Адамса. Напоследок Хокинги пересекли весь континент, чтобы повидаться с одноклассником Стивена Джоном Маккленагеном (это он бился об заклад, что из Хокинга ничего не выйдет) и с Мэри, которая проходила медицинскую практику в восточных штатах. Проведя четыре месяца в Новом Свете, Хокинги вместе с Робертом вернулись в Кембридж в октябре, к началу осеннего семестра. Гонвилл-энд-Киз продлил Стивену ставку научного сотрудника на два года.

Люди, видевшие Хокинга в те годы в колледже, запомнили, как он ковылял по коридорам, опираясь на палку, прислонялся к стене, чтобы с кем-нибудь поговорить, и его речь казалась не вполне отчетливой. Но запомнилось и другое: как он дерзко бросал на публичных лекциях вызов самым именитым ученым. Основы этой репутации Хокинг заложил в 1964 году, когда усомнился в одном из результатов Фреда Хойла, и с тех пор его слава только росла. Другие молодые ученые хранили почтительное молчание, но Стивен задавал внезапные и каверзные вопросы и всегда очень хорошо понимал, о чем идет речь. Тогда-то и заговорили о гении, о “новом Эйнштейне”. Однако, несмотря на остроумие и компанейский нрав Хокинга, некоторые сотрудники кафедры стеснялись его – и из-за этой репутации, и из-за физических проявлений недуга. Как сказал мне один из тогдашних его знакомых, “он всегда был приветлив, но казалось неловко пригласить его на кружечку пива в паб”. И сам Хокинг жалуется, что люди склонны думать о нем “либо как о недочеловеке, либо как о сверхчеловеке”[88].

Под конец 1960-х физическое состояние Стивена вновь ухудшилось. Теперь он ходил с костылями, а вскоре уже и костыли не помогали. Он отчаянно боролся за то, чтобы сохранить независимость передвижения. Гость, побывавший в то время в доме, наблюдал, как Стивен пятнадцать минут полз по лестнице в спальню, решительно отказываясь от посторонней помощи. Иной раз его решимость точнее было бы назвать упрямством. Хокинг не желал никаких “послаблений” по болезни, даже если можно было бы облегчить жизнь и себе, и окружающим. Это его битва, и он будет сражаться по своим правилам. Любая уступка приравнивалась к капитуляции, а он был намерен сопротивляться до последнего. “Кто-то назовет это мужеством, кто-то – упрямством, – пишет Джейн Хокинг. – Я называла и так и эдак, но думаю, что характер помогал ему выжить”[89]. Джон Бослоу, написавший в начале 1980-х книгу о Хокинге, назвал его “самым крепким парнем, какого я когда-либо видел”[90]. Даже тяжелая простуда или грипп не могли удержать Хокинга дома. Но если он не желал приспосабливаться к своей болезни, то и Джейн училась не приспосабливаться к нему. Это была избранная ею форма борьбы с общей бедой, ее план поддерживать по возможности нормальную жизнь.

Бослоу также назвал Хокинга “умным и мягким человеком”, в общении с которым вскоре забываешь о его болезни. Его добродушный юмор мгновенно отбрасывал всякую шелуху и претензии, а умение смеяться над самим собой, над своими незадачами и даже над любимой наукой сближало его с людьми, вынуждало их забыть о том, насколько он “особенный”. Многим сотрудникам нравилось общаться с ним, он притягивал к себе людей. Сознательно или нет (вряд ли он читал эту наставительную книгу для девочек), Стивен следовал совету, который героиня Луизы Мэй Олкотт дает своей семье в час величайшей нужды: “Надейся и трудись”.

Больше всего Хокинга страшила не утрата подвижности, но утрата речи. Говорил он уже так медленно и невнятно, что колледж и университет не могли более поручать ему чтение лекций. Продленный контракт с колледжем истекал в 1969 году. И вновь положение спас Деннис Сиама, на сей раз прибегнув к помощи Германа Бонди. Прошел слух (никто не знал, откуда и правда ли это), что Кингс-колледж намерен предложить Хокингу место старшего научного сотрудника. Конечно же, Гонвилл-энд-Киз поспешил удержать Стивена, предложив ему на шесть лет специально для него созданную должность “выдающегося научного сотрудника”. Он и впрямь успел завоевать место в мире физики, и терять такое украшение колледж не хотел.

Больше, чем трости, костыли, непреодолимые лестницы, ум Хокинга занимала наука, всегда наука. Эта одержимость, она же страсть, задавала ритм его жизни. К концу 1960-х помаленьку вырисовывается, как выглядит вселенная и с чего она могла начаться, – Хокинг называет это исследование “игрой во вселенную”. Чтобы понять суть этой работы, нужно возвратиться на тридцать пять лет в прошлое.

Игра во Вселенную

Сегодня мы принимаем как данность тот факт, что мы живем в спиральной галактике с перемычкой (мы называем ее Млечный Путь) – одной из множества ей подобных во вселенной – и галактики разделены большими промежутками пустого пространства. В начале ХХ века такой точки зрения придерживались далеко не все. Лишь в 1920-х американский астроном Эдвин Хаббл доказал, что помимо нашей галактики существует еще много других. Подчиняется ли движение галактик неким общим правилам? Хаббл обнаружил такие правила, и одним из самых удивительных открытий столетия стало то, что дальние галактики движутся прочь от нас. Вселенная расширяется.

Чем дальше от нас располагается галактика, тем быстрее она движется от наблюдателя, установил Хаббл, – если она находится вдвое дальше от нас, то скорость ее движения вдвое больше. Галактики, расположенные на периферии, развивают скорость до двух третей скорости света. Означает ли это, что все звезды вселенной движутся прочь от нас? Нет. Ближайшие наши соседи кружат рядом, одни приближаются, другие удаляются. Но между галактическими скоплениями пространство расширяется. Легче представить себе это так: не галактики летят в разные стороны, но разбухает пространство между ними. Да, это упрощение, но вообразите себе, как поднимается в духовке пирог с изюмом. Тесто раздувается, изюмины все дальше отходят друг от друга, и принцип “вдвое дальше – вдвое быстрее” действует на изюмины точно так же, как на галактики.

Если галактики удаляются от нас и расходятся друг с другом, то, значит, когда-то они были гораздо ближе друг к другу, чем теперь (если в этом процессе ничего радикально не поменялось). Так не находились ли они все в некий момент прошлого в одном и том же месте? Огромное количество материи, все вещество вселенной – в одной точке бесконечной плотности?

Это не единственный сценарий прошлого расширяющейся вселенной. Например, могла существовать вселенная вроде нашей, но она сжималась, ее галактики сближались, словно устремляясь к столкновению. Однако на галактики, звезды, атомы и частицы помимо взаимного притяжения действуют и другие силы. Например, планеты вращаются вокруг звезд. В той гипотетической вселенной могло случиться так, что галактики или составляющие их частицы не встретились в точке бесконечной плотности, а пролетели друг мимо друга и вселенная начала расширяться, пока не стала такой, какой мы ее видим нынче. Могло ли так быть? Как было на самом деле? Этими вопросами Хокинг и занялся в своей диссертации. “Основной вопрос заключался в том, было начало или его не было”, – вспоминает Хокинг[91].

Поиски ответа начались для него, как мы упоминали в главе 4, с идеи, предложенной в 1965 году Роджером Пенроузом. Пенроуз раздумывал над вероятной судьбой некоторых звезд (три года спустя Джон Арчибальд Уилер окрестит концепцию Пенроуза звучным именем “черная дыра”). В этой концепции известные нам факты о гравитации сочетались с общей теорией относительности – с представлением о том, как ведет себя свет. Впоследствии друг Хокинга Кип Торн назовет эпоху 1965–1980 годов “золотым веком черных дыр”. И это мощное, принесшее замечательные результаты исследование возглавил Стивен Хокинг[92].

Что нам известно о гравитации и свете?

Гравитация – наиболее знакомая нам из четырех сил. Мы все еще в раннем детстве узнаем, что когда мороженое шлепается на пол или сам ты падаешь с качелей, винить следует гравитацию. Если обычного человека спросить, сильна гравитация или же слаба, он, скорее всего, скажет: “Очень сильна”, – и ошибется. Из четырех сил, действующих во вселенной, эта – самая слабая. Однако в повседневной жизни мы наглядно видим действие совокупных сил притяжения всех частиц, составляющих нашу немаленькую планету. Вклад каждой отдельной частицы в эту общую силу бесконечно мал. Чтобы замерить еле заметное притяжение между какими-либо двумя небольшими объектами, требуется чрезвычайно чувствительная аппаратура. Но поскольку под действием гравитации предметы не отталкиваются, а притягиваются друг к другу, эти силы складываются.

Физик Джон Уилер изображал гравитацию как своего рода вселенскую демократию: каждая частица имеет “голос”, которым может воздействовать на все остальные частицы. Когда частицы собираются вместе и голосуют блоком (это может быть звезда или планета, как наша Земля), их влияние заметно возрастает. Соединяясь в таких крупных телах, как Земля, слабые гравитационные взаимодействия отдельных частиц становятся существенной силой – влиятельной политической партией.

Чем больше материальных частиц составляет какое-либо тело, тем больше масса этого тела. Масса и размер – не одно и то же. Говоря о массе тела, мы имеем в виду количество вещества в нем (число избирателей в данном блоке) и степень устойчивости этого тела к попыткам изменить скорость и направление его движения. А насколько плотно или свободно упакованы в нем частицы, не важно.

Сэр Исаак Ньютон, Лукасовский профессор математики (он занимал в Кембридже в XVII веке ту же должность, которую в 1980 году получил Хокинг), описал закон всемирного тяготения применительно к более-менее стандартным ситуациям. Согласно теории Ньютона, тела во вселенной не находятся в покое. Прежде считалось, будто тела находятся в покое до тех пор, пока внешняя сила не толкнет их или не потянет, а когда это воздействие “исчерпается”, они снова приходят в состояние покоя. На самом же деле, если на тело не воздействует никакая сила, оно продолжает двигаться по прямой, не изменяя скорости, и правильнее представлять все объекты во вселенной в постоянном движении. Мы можем измерить скорость или направление своего движения относительно других тел во вселенной, но мы не можем сравнить свою скорость с абсолютным покоем или установить абсолютные координаты, неизменный север, восток, запад и юг.

Например, если бы Луна была одинока во вселенной, она бы не пребывала в покое, но двигалась бы по прямой без ускорения. (Разумеется, если б не существовало ничего, кроме Луны, не было бы возможности установить сам факт ее движения, привязать его к каким-то ориентирам.) Но Луна не одинока. Сила всемирного тяготения воздействует на нее, вынуждая менять скорость и направление. Откуда взялась эта сила? От сплоченного блока избирателей, то бишь от массивного объекта под названием Земля. Луна противится навязываемым переменам. Она старается сохранить движение по прямой. Сила сопротивления зависит от количества избирателей в составе Луны, от ее массы. И в свою очередь, притяжение Луны воздействует на Землю. Самое очевидное проявление этого – приливы.

Согласно законам Ньютона, сила притяжения между двумя телами зависит от массы этих тел. При прочих равных чем больше масса, тем больше и притяжение. Если бы масса Земли была вдвое больше, соответственно возросло бы и притяжение. Любое изменение массы Луны или Земли отразится на притяжении между ними. Ньютон также обнаружил, что притяжение становится слабее, если два тела отдаляются друг от друга. Если бы Луна оказалась на вдвое большем расстоянии от Земли, чем теперь, притяжение между Луной и Землей стало бы вчетверо слабее. Обычно это формулируется следующим образом: сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна их массе и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Созданная Ньютоном теория всемирного тяготения имела редкий для научной гипотезы успех: более двухсот лет ее даже не пытались корректировать. Мы до сих пор пользуемся этой теорией, хотя и знаем, что в определенных ситуациях она перестает быть истинной, например, когда гравитация чрезвычайно возрастает (в окрестностях черных дыр) или когда тела движутся со скоростью, близкой к скорости света.

Изъяны в теории Ньютона первым разглядел на заре ХХ века Альберт Эйнштейн. Если сила взаимного притяжения двух тел как-то связана с расстоянием между ними, то достаточно отодвинуть Солнце от Земли, и гравитационное взаимодействие этих двух тел мгновенно изменится. Но так ли это?

Разработанная Эйнштейном специальная теория относительности предполагает, что скорость света остается одинаковой независимо от нашего местоположения во вселенной и нашего собственного движения, причем ни одно тело не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света. Свет Солнца достигает Земли примерно через восемь минут, то есть мы всегда видим Солнце таким, каким оно было восемь минут назад. Значит, если Солнце отодвинется от Земли, Земля еще восемь минут не будет замечать этого и не почувствует никаких последствий этой глобальной перемены. Наша планета еще восемь минут будет двигаться по прежней орбите, как будто ничего не произошло. Иными словами, взаимное притяжение двух тел не может измениться в мгновение ока, потому что гравитация распространяется не быстрее скорости света. Информация о местонахождении Солнца не может мгновенно пересечь космическое пространство. Максимально возможная скорость – 300 000 км/сек.

Из этого следует, что, говоря о телах, движущихся во вселенной, нельзя ограничиться лишь тремя измерениями пространства. Поскольку информация не может распространяться быстрее скорости света, тела, которые находятся на астрономических расстояниях, не существуют для нас или друг для друга без учета фактора времени. Описывать вселенную в трех измерениях так же плоско, как сводить к двум измерениям куб. Нужно признать наличие четырех измерений, учесть координату времени и говорить не о пространстве, но о пространстве-времени.

Эйнштейну понадобилось несколько лет, чтобы привести теорию гравитации в соответствие с его открытиями о свете и движении на скорости, близкой к скорости света. В 1915 году он обнародовал общую теорию относительности, которая предлагает нам рассматривать гравитацию не как силу, действующую между телами, а как форму, кривую четырехмерного пространства-времени. В общей теории относительности гравитация – это геометрия вселенной.

Брайс Девитт из Техасского университета советовал приучать себя к мысли об этой кривой, представляя себе человека, верящего, что Земля плоская, и старающегося начертить на ней решетку:

Результат можно в ясный день наблюдать с высоты птичьего полета над возделанными регионами Великих равнин. Дороги, проложенные с севера на юг и с запада на восток, делят поля на квадратные мили. Восточно-западные дороги тянутся непрерывно милю за милей, но дороги с севера на юг время от времени дают уклон к востоку или к западу. Эти зигзаги подсказывает изгиб земного шара, без них дороги начали бы сходиться, и площадь очередного участка не дотянула бы до квадратной мили. В трехмерном мире представим себе строительство гигантской лестницы – вроде бы несложно соединять перекладины равной длины под углом 90 и 180 градусов. Будь пространство плоским, строительство можно было бы продолжать до бесконечности, однако если пространство искривлено, придется укорачивать и растягивать перекладины, иначе они не совпадут[93].

Эйнштейн считал, что искривление вызвано присутствием массы или энергии. Любое крупное тело усиливает искривление пространства-времени. Все, что движется “по прямой”, вынуждено сворачивать на этот кривой путь. Представьте себе батут (рис. 5.1). В центре лежит шар для боулинга, резиновая основа под ним прогибается. Попытайтесь прокатить мяч для гольфа строго по прямой мимо мяча для боулинга. Мяч для гольфа непременно отклонится от своего маршрута, попав в углубление, продавленное мячом для боулинга. Более того: возможно, мяч для гольфа даже опишет эллипс и покатится обратно к вам. Что-то в том же роде происходит, когда Луна пытается двигаться по прямой мимо Земли. Земля продавливает пространство-время, как мяч для боулинга продавливает батут. Лунная орбита максимально приближена к прямой в параметрах искривленного пространства-времени.

Эйнштейн описывал то же явление, которое наблюдал Ньютон. В теории Эйнштейна массивный объект продавливает пространство-время. Ньютон считал, что массивный объект излучает некую силу. Результат в обоих случаях один и тот же: второй объект изменяет направление движения. В общей теории относительности “гравитационное поле” и “искривление пространства-времени” – синонимы.

Рассчитывая орбиты планет Солнечной системы по Ньютону и по Эйнштейну, вы получите практически одинаковые результаты, за исключением лишь расчетов для Меркурия. Поскольку Меркурий ближе других планет находится к Солнцу, он более подвержен его притяжению. Теория Эйнштейна предсказывает несколько иные последствия такого положения Меркурия, нежели теория Ньютона, и астрономические наблюдения подтвердили, что Эйнштейн точнее, чем Ньютон, описал движение Меркурия.

Рис. 5.1. Шар для боулинга продавливает резиновый батут, на котором он лежит. При попытке прокатить мимо шара для боулинга другой мячик, поменьше, этот мячик отклоняется от прямого пути там, где попадает во вмятину от шара для боулинга. Так и в пространстве-времени траектория объектов искривляется под действием более массивных объектов.

Теория Эйнштейна предполагает, что искривлению пространства-времени подвластны и другие объекты помимо лун и планет. По кривой движутся и частицы света – фотоны. Когда луч далекой звезды проходит неподалеку от Солнца, искривление пространства-времени возле Солнца слегка отклоняет этот луч от прямой в сторону нашего светила, подобно тому как мячик для гольфа в нашем эксперименте отклонялся ближе к шару для боулинга. Возможно, отклонившись от прямого пути, этот луч в итоге достигнет Земли. Солнце светит настолько ярко, что разглядеть свет далеких звезд мы можем лишь во время затмения. Но если во время затмения мы увидим такой луч, то, не зная, как воздействовало на него притяжение Солнца, мы составим ложное представление о том, в каком направлении двигался луч света и где находится та звезда (рис. 5.2). Астрономы используют это явление: они измеряют массу небесных тел, основываясь на том, как сильно те искажают лучи далеких звезд. Чем больше масса “искривителя”, тем сильнее искривление.

Рис. 5.2. Поскольку присутствие большой массы вызывает искривление пространства-времени, свет далекой звезды отклоняется от прямой, проходя рядом с таким массивным телом, как Солнце. Отметьте разницу между видимой с Земли позицией звезды и ее реальным положением.

До сих пор мы обсуждали гравитацию в макромасштабах. Именно в таких масштабах она становится очевидна – когда действует на уровне звезд, галактик, целой вселенной, – и с этим масштабом Хокинг имел дело под конец 1960-х. Однако – вспомним главу 2 – гравитацию можно рассматривать и на самом микроскопическом, квантовом уровне. Более того, пока мы не изучим гравитацию на квантовом уровне, мы не сможем соотнести ее с тремя другими силами, две из которых только на этом уровне и действуют. При квантово-механическом описании гравитационных взаимодействий Земли и Луны предполагается обмен гравитонами (разновидностью бозонов, частиц-вестников гравитационной силы) между теми частицами, из которых состоят эти два небесных тела.

Нарисовав фон, побалуем себя страничкой научной фантастики.

День гибели Земли

Вспомним, как действует сила притяжения на Земле (рис. 5.3а), а затем отправимся на каникулы в космос. Пока мы отдыхали, с Землей что-то случилось, она съежилась и сделалась вдвое меньше прежнего. Масса осталась прежней, однако плотность во много раз возросла. Доставляя вас после отдыха домой, ракета зависает на том уровне, где раньше находилась поверхность Земли. Вы чувствуете свой вес – тот, который ощущали, когда покидали Землю: ее масса, как и ваша, осталась прежней, и вы сейчас находитесь на том же расстоянии от центра земной гравитации (помните закон Ньютона!). Луна у вас за спиной движется по привычной орбите. Но когда вы приземлитесь на новой поверхности Земли, вы окажетесь вдвое ближе к центру гравитации, и сила притяжения возрастет вчетверо – ваш вес, по вашим ощущениям, окажется намного больше, чем до каникул (рис. 5.3b).

А если случится что-то пострашнее? Если Земля сожмется в горошину, вся ее масса, миллиарды тонн, – в немыслимой плотности точке? Гравитация на поверхности этой горошины возрастет настолько, что вторая космическая скорость должна была бы превысить скорость света. Значит, никто и ничто, даже луч света, не сможет покинуть эту горошину. Земля превратится в черную дыру. Тем не менее на том расстоянии от центра, где прежде находилась земная поверхность, и далее притяжение Земли будет казаться точно таким же, каким оно является ныне (рис 5.3с), и Луна продолжит безмятежно вращаться по своей орбите.

Рис. 5.3. День гибели Земли.

Насколько нам известно, подобный сценарий выходит за грани научного: планеты не превращаются в черные дыры. А вот звезды превращаются. Давайте расскажем ту же историю заново, назначив главной героиней звезду.

Возьмем для начала звезду, чья масса вдесятеро больше массы Солнца, и с радиусом около трех миллионов километров – в пять раз больше радиуса Солнца. Вторая космическая скорость на поверхности такой звезды составит 1000 км/сек. Подобная звезда живет около ста миллионов лет, и все это время внутри нее совершается страшная борьба.

На одной стороне в этой борьбе выступает гравитация, то есть взаимное притяжение всех частиц, составляющих звезду. Гравитация прежде всего и стянула воедино частицы газа, сплотив их в звезду. И теперь, когда частицы оказались ближе друг к другу, гравитация усиливается и пытается вызвать обрушение звезды вовнутрь, коллапс.

Изнутри звезду распирает газ, его давление противодействует гравитации. Давление вызвано избытком тепла, которое высвобождается, когда внутри звезды сталкиваются ядра водорода и соединяются, образуя ядро гелия. Благодаря жару небесное тело испускает свет, а давление изнутри уравновешивает гравитацию и не дает звезде “схлопнуться”.

Так сотню миллионов лет продолжается борьба. Потом внутри звезды заканчивается топливо: нет больше атомов водорода, все они превратились в гелий. В некоторых звездах процесс пойдет дальше: гелий начнет превращаться в более тяжелые элементы, но это лишь краткая отсрочка. Давление изнутри уже не сможет противодействовать гравитации, и звезда съежится. По мере того как объем звезды будет уменьшаться, гравитация на ее поверхности будет становиться все сильнее – так происходило и при формировании Земли. В черную дыру превращается отнюдь не песчинка: если масса звезды в десять раз превышает массу Солнца, а ее радиус достигает тридцати километров, для отрыва от поверхности понадобится скорость 300 000 км/сек, то есть скорость света. Когда свет не сможет покинуть звезду, это и означает, что она стала черной дырой (рис. 5.4)[94].

Рис. 5.4. Коллапс звезды и появление черной дыры.

После того как вторая космическая скорость для данной звезды превысит скорость света, уже не будет смысла спрашивать, продолжает ли она съеживаться: даже если нет, она уже стала черной дырой. Вспомните наш пример с уменьшением Земли: на прежнем расстоянии от центра и притяжение оставалось прежним. Будет ли звезда и дальше уменьшаться в размерах до точки с бесконечной плотностью или остановится как раз в тот момент, когда вторая космическая сравняется со скоростью света, гравитация на этом расстоянии от центра будет постоянной, и вторая космическая всегда будет равна скорости света. Свет этой звезды не сможет покинуть ее, а лучи, достигающие ее от дальних звезд, не просто искривятся: они обмотаются вокруг черной дыры несколькими витками, прежде чем вырваться или упасть на нее (рис. 5.5). Войдя в черную дыру, свет уже не выйдет из нее: для этого пришлось бы превысить скорость света, что невозможно. Полное затемнение. Ни света, ни отражения, ни какого-либо излучения (ни радиоволн, ни микроволн, ни рентгеновских лучей и т.д.). Ни слух, ни зрение, ни космический зонд – ничто туда не проникает. И впрямь черная дыра!

Тот периметр, на котором вторая космическая сравнялась со скоростью света, становится границей черной дыры, точкой невозвращения, “горизонтом событий”. В конце 1960-х Хокинг и Пенроуз предложили считать черную дыру областью вселенной или “рядом событий”, откуда ничто не может вырваться наружу. Это определение прижилось. Черная дыра, границей которой служит горизонт событий, обнаруживается, лишь когда в пространстве-времени прослеживаются пути космических лучей, которые останавливаются на краю этой сферической границы, не проникая вовнутрь, но и не в силах уйти от нее. Гравитация на таком расстоянии от центра черной дыры достаточно сильна, чтобы не отпустить эти лучи, но недостаточно сильна, чтобы притянуть их ближе. Как же выглядит эта сфера? Словно огромный, мерцающий в космосе шар? Нет. Если фотоны не могут оторваться от орбиты, они не достигают наших глаз. Чтобы мы увидели объект, нужно, чтобы от него до нас долетели фотоны.

Рис. 5.5. На схеме (а) частицы движутся из космоса к звезде. Пути частиц 1, 2 и 3 искривляются с приближением к звезде: чем ближе к звезде, тем сильнее искривление. Частицы 4 и 5 падают на поверхность звезды. В схеме (b) частицы 1, 2 и 3 отклоняются в точности как прежде, поскольку пространство-время за пределами звезды ничем не отличается от пространства-времени за пределами черной дыры той же массы. (Вспомните пример со сжатием Земли.) Частица 4 вращается вокруг черной дыры и исчезает. Она может совершить множество оборотов. Частица 5 падает в черную дыру.

Классическая теория учит, что черная дыра открывает лишь три свои тайны: свою массу, свой электрический заряд (если он есть) и угловой момент, то есть скорость вращения (если она вращается). Джон Уилер, рисовавший мелом на доске картинки в помощь своим студентам, изображал, как в черную дыру, смахивающую на туннель, проваливаются телевизор, цветок, стул, “известные частицы”, гравитационные и электромагнитные волны, угловой момент, масса, “еще не открытые частицы”, а с другого конца туннеля выходят лишь масса, заряд и угловое движение. Одной из задач Хокинга в начале 1970-х[95] стала разработка доказательства забавного утверждения Уилера: “У черных дыр нет волос”.

Размеры черной дыры определяются ее массой. Чтобы вычислить радиус черной дыры (расстояние от ее центра, на котором формируется горизонт событий), возьмите ее солярную массу (она примерно такая же, как была у звезды, превратившейся в черную дыру, если только часть массы не была потеряна при коллапсе) и умножьте это число на три – получите расстояние в километрах. Черная дыра с солярной массой, равной десяти, то есть вдесятеро превышающей массу нашего Солнца, формирует горизонт событий с радиусом в тридцать километров. Понятно, что с изменением массы меняется и радиус, меняются размеры черной дыры. Об этой возможности мы поговорим позже.

Задернув занавес на горизонте событий, звезда погружается в полную изоляцию, поскольку излучаемый ею свет, ее образ, который можно было бы наблюдать из другой точки вселенной, не выпускается за эту границу. Пенроуз хотел понять, продолжится ли коллапс звезды и что будет происходить с ней дальше. Он убедился, что в результате описанного выше коллапса вся материя звезды оказывается внутри ее поверхности, в плену нарастающей силы тяжести, и даже если съеживание не происходит вполне гладко, с сохранением идеальной сферической поверхности, коллапс звезды продолжается. В конце концов поверхность достигает нулевого размера, а материя все так же остается внутри. Огромная звезда с десятикратной солярной массой оказывается пленницей не только горизонта событий радиусом в 30 километров, но более того – нулевого радиуса, нулевого объема. Математики и физики называют такой объект сингулярной точкой. В сингулярной точке плотность материи бесконечна, бесконечно искривление пространства-времени, и лучи света не просто наматываются вокруг – они наматываются с бесконечной плотностью.

Общая теория относительности предвидела существование сингулярных точек, но в начале 1960-х мало кто принимал эту идею всерьез. Физики предполагали, что звезда с достаточно большой массой, подвергшись гравитационному коллапсу, возможно, превращается в сингулярную точку. Пенроуз доказал: если вселенная подчиняется общему закону относительности, то не “возможно”, а непременно.

Хокинг вдохновился идеей Пенроуза: звезда с достаточно большой массой во время гравитационного коллапса превращается в сингулярную точку. Вместе с Пенроузом и Робертом Джерочем он начал применять понятие сингулярной точки к другим физическим и математическим задачам[96]. Он был уверен, что эта теория сможет многое объяснить и в происхождении вселенной. То была радостная работа, “со счастливой уверенностью, что все это поприще принадлежит только нам”[97]. Хокинг понял: если повернуть время вспять, чтобы коллапс обратился в расширение, гипотеза Пенроуза по-прежнему будет верна. Раз, согласно общей теории относительности, на определенном этапе коллапс непременно превращает звезду в черную дыру, то расширяющаяся вселенная должна была начаться с сингулярной точки. Это будет верно в том случае, если вселенная соответствует так называемой “модели Фридмана”. Что представляет собой модель Фридмана?

Выбор Вселенных

Пока Хаббл не доказал, что вселенная расширяется, вера в статическую вселенную (вселенную с неизменными размерами) была настолько прочна, что Эйнштейн, создав к 1915 году общую теорию относительности, предполагавшую в числе прочего нестатичность вселенной, предпочел внести изменения в свою теорию, до такой степени он был убежден в неизменности размеров вселенной. Великий физик дополнил свое уравнение “космологической константой”, уравновешивающей гравитацию. Без космологической константы общая теория относительности утверждала то самое, что мы теперь принимаем за истину: размеры вселенной меняются.

Российский физик Александр Фридман решил принять теорию Эйнштейна в ее первозданном виде, без космологической константы, и на основании этой теории предсказал то, что подтвердит в 1929 году Хаббл: вселенная расширяется.

Фридман исходил из двух предпосылок: 1) вселенная кажется одинаковой, в какую сторону ни глянь, и исключение составляют лишь близкие к нам объекты – очертания галактики Млечного Пути, наша Солнечная система; 2) вселенная выглядит одинаково с любой точки наблюдения во вселенной. Иными словами, космическому путешественнику вселенная все равно будет казаться одинаковой, в каком направлении ни погляди.

Первую предпосылку Фридмана принять нетрудно, а вот со второй нелегко смириться. Мы не располагаем доказательствами ни за ни против. Как говорит Хокинг, “мы соглашаемся с этим утверждением лишь из скромности: странно было бы, если б вселенная выглядела одинаковой во всех направлениях только с Земли, но не из других точек наблюдения”. Странно, однако ведь не вовсе невозможно. Скромность – ничуть не более убедительный аргумент, чем гордыня. И все же физики в большинстве своем согласны с Фридманом.

В модели Фридмана все галактики движутся прочь друг от друга, и чем дальше они друг от друга, тем быстрее расходятся. Это совпадает с наблюдениями Хаббла. По мнению Фридмана, путешествуя во вселенной, мы все так же будем видеть, как вселенные убегают от нас. Вообразите себе муравья, ползущего по воздушному шарику, на поверхности которого нарисованы на равном расстоянии точки. И пусть муравей не воспринимает то измерение, которое позволило бы ему выглянуть “за пределы” поверхности шарика. О внутренней стороне шарика он также не имеет понятия. Вселенная муравьишки сводится к поверхности шарика. Она кажется одинаковой во всех направлениях. И куда бы муравей ни пополз, впереди столько же точек, сколько позади. Если шарик начнет раздуваться, муравей из любой точки поверхности увидит, как точки отдаляются от него. Вселенная в виде надувающегося шарика соответствует обоим предположениям Фридмана: она выглядит одинаково, куда ни погляди, и она выглядит одинаково из любой точки наблюдения.

Что еще можно сказать о вселенной – воздушном шарике? Ее размеры не бесконечны. У поверхности “шарика” имеются определенные параметры, которые мы можем измерить, как и поверхность Земли. Никто ведь не утверждает, будто поверхность Земли бесконечна. Но вместе с тем у поверхности Земли нет границ, и в этом смысле она беспредельна. Муравей, ползущий по воздушному шарику, никогда не наткнется на непреодолимое препятствие, поверхность нигде не кончается, он не свалится с нее: если будет ползти достаточно упорно, вернется когда-нибудь в исходную точку.

В первоначальной модели Фридмана пространство выглядит именно так: оно обладает не двумя, а тремя измерениями, но гравитация загибает пространство на самое себя. В таком случае вселенная отнюдь не бесконечна по размеру, но и не имеет предела, то есть границы. Ни один космический корабль никогда не долетит до того места, где вселенная кончается. Понять это непросто, ведь мы привыкли отождествлять понятия “бесконечный” и “беспредельный”. Однако это не одно и то же.

Хокинг напоминает: хотя затея облететь вселенную и вернуться в исходный пункт могла бы послужить прекрасным сюжетом для научной фантастики, на деле она неосуществима, по крайней мере, в этой модели Фридмана. Чтобы облететь вселенную прежде, чем вселенная перестанет существовать, понадобилась бы скорость, превышающая лимит для этой вселенной (то есть скорость света), а это невозможно. Наш шарик очень велик, а мы – совсем маленькие муравьишки.

Время в этой модели Фридмана тоже не бесконечно. Его можно измерить, и, в отличие от пространства, у времени есть границы, есть начало и конец. Посмотрите на рисунок 6.1а. В начале времени расстояние между двумя галактиками равно нулю. Они расходятся – расходятся медленно, и масса вселенной достаточно велика, так что постепенно силы притяжения останавливают это движение и вынуждают вселенную, наоборот, сжиматься. Галактики начинают вновь сближаться. В конце времен расстояние между ними опять равно нулю. Возможно, именно так устроена наша вселенная.

На рисунках 6.1b и 6.1c представлены две другие модели, которые также соответствуют предпосылкам Фридмана (вселенная выглядит одинаково во всех направлениях и из любой точки). На рис. 6.1b расширение происходит значительно быстрее. Гравитация не может его остановить, только слегка замедляет. На рис. 6.1с вселенная расширяется не так быстро, как на рис. 6.1b, но достаточно быстро, чтобы избежать коллапса. Скорость расхождения галактик становится все меньше и меньше, однако они продолжают расходиться. Если верна какая-либо из этих двух моделей вселенной, то пространство бесконечно: оно не заворачивается само на себя.

Рис. 6.1. Три модели, соответствующие идее Фридмана: вселенная выглядит одинаковой в любом от нас направлении, и вселенная выглядит одинаково из любой точки наблюдения во вселенной.

Какая модель соответствует нашей вселенной? Зависит от того, сколько во вселенной массы, сколько голосов в совокупности у электората. Чтобы “закрыть” вселенную, понадобится значительно больше массы, чем мы наблюдаем сейчас. Так в упрощенном виде формулируется намного более сложная проблема, к которой мы в дальнейшем еще вернемся.

Теория Пенроуза о звездах, которые в результате коллапса превращаются в черные дыры, работает лишь в бесконечном пространстве, во вселенной, которая будет расширяться вечно (как на рис. 6.1b и 6.1c), а не схлопнется (как на рис. 6.1а). Хокинг первым взялся доказать, что вселенная с бесконечным пространством не только должна иметь сингулярные точки в виде черных дыр, но и начиналась с сингулярной точки. Заканчивая свою работу, он почувствовал такую уверенность, что подытожил: “В прошлом у нас – сингулярная точка”[98].

В 1968 году трактат Хокинга и Пенроуза о начале времен завоевал второй приз Фонда исследований гравитации, но вопрос все еще висел в воздухе: что, если правильна первая модель Фридмана, та, в которой пространство ограниченно и вселенную в итоге настигает коллапс (рис. 6.1а)? Можно ли утверждать, что и такой тип вселенной начинается с сингулярной точки? К 1970 году Хокинг и Пенроуз сумели доказать, что это верно и для такой вселенной. В “Публикациях Королевской академии” за 1970 год вышла их совместная статья[99], где со всей определенностью утверждалось: если вселенная подчиняется общей теории относительности и соответствует любой модели Фридмана и если во вселенной имеется столько вещества, сколько мы наблюдаем, то она должна была начаться с сингулярной точки, в которой вся масса была спрессована до бесконечной плотности, искривление пространства-времени было бесконечным, и расстояние между любыми объектами равнялось нулю.

Физическая теория не может работать с бесконечно большими числами. Предсказав сингулярную точку с бесконечной плотностью и бесконечным искривлением пространства-времени, общая теория относительности тем самым предсказала свой собственный конец. Любые научные теории разбиваются о загадку сингулярности. Мы утрачиваем возможность предвидеть, законы физики бессильны предсказать, что могло бы явиться из сингулярности – это может оказаться любая разновидность вселенной. А как насчет того, что произошло до образования сингулярности? Неизвестно даже, имеет ли подобный вопрос смысл.

Сказать, что в начале вселенной – сингулярная точка, все равно что сказать: начало вселенной лежит за пределами нашего знания, за пределами любых попыток создать теорию всего. Мы можем утверждать лишь, что время началось, потому что мы это видим, однако и тут немало гадательного. Сингулярность захлопывает дверь прямо у нас перед носом.

Сказка на ночь

Физиков дразнят тем, что они всегда и всюду размышляют о своей науке. Хокинг превосходил в этом смысле даже своих коллег: он выполнял все расчеты в голове – отчасти это стало последствием его недуга – и потому в самом деле носил работу с собой повсюду и мог заняться ею в любой момент. Кип Торн обнаружил у Стивена поразительную способность оперировать мысленными образами объектов, кривых, поверхностей, причем не в трех, а в четырех измерениях пространства-времени[100].

Прекрасный пример того, как работал Хокинг, он сам приводит в книге “Краткая история времени”: “Как-то вечером в ноябре 1970 года, вскоре после рождения моей дочери Люси, я размышлял о черных дырах, пока укладывался спать. Мой недуг превращает укладывание в медленный процесс, поэтому времени для размышлений у меня было предостаточно”[101]. Другой ученый на месте Хокинга кинулся бы к столу записать основные мысли, уравнения, но Хокинг совершил одно из главных в своей жизни открытий в уме, с тем лег в постель и пролежал без сна до рассвета, дожидаясь первых лучей солнца, чтобы позвонить Пенроузу и поделиться с ним новыми идеями. Пенроуз, как утверждает сам Хокинг, тоже думал в этом направлении, однако не охватил последствия этой гипотезы.

Вот в чем суть пришедшей в голову Хокингу идеи: черная дыра не может уменьшаться в размерах, потому что периметр горизонта событий (граница невозврата, расстояние от центра, на котором вторая космическая должна превышать скорость света) не может сократиться.

Представим себе: в результате коллапса звезда съежилась до того радиуса, при котором вторая космическая совпадает со скоростью света. Что произойдет с фотонами, которые эта звезда испускает в момент, когда ее радиус станет еще меньше? Гравитация достаточно сильна, чтобы не позволить лучам света выйти за пределы этого радиуса, но не настолько сильна, чтобы втянуть их в черную дыру. Фотоны так и останутся мерцать по периметру, на прежнем расстоянии от центра, на постоянном горизонте событий. А сама звезда будет и дальше уменьшаться в размерах и не сможет более испускать фотоны.

Хокинг понял: если на горизонте событий скапливаются лучи света, векторы этих лучей не должны пересекаться. Если бы лучи приблизились друг к другу, они бы столкнулись и рухнули в черную дыру. Чтобы область горизонта событий сокращалась, чтобы черная дыра уменьшалась в размерах, как раз и нужно, чтобы лучи на горизонте событий сближались. И здесь парадокс: если они сблизятся, они рухнут в черную дыру, а горизонт событий не станет меньше.

Можно подойти к тому же выводу с другого конца: понять, что черная дыра может расти. Размеры черной дыры определяются ее массой, а значит, черная дыра увеличивается, когда что-то попадает в нее и пополняет ее массу. Поскольку ничто не может выйти из черной дыры, уменьшиться ее масса не может – а значит, не уменьшится и сама черная дыра.

Открытие Хокинга получило название второго закона динамики черной дыры: область горизонта событий (граница черной дыры) остается одинаковой или увеличивается, но никогда не уменьшается. Если две, или более, черные дыры столкнутся и сольются в одну, область нового горизонта событий будет равна сумме прежних или окажется больше этой суммы. Черную дыру нельзя уменьшить, уничтожить или расколоть на две черные дыры, хоть что с ней делай. Не кажется ли вам отчасти знакомой формулировка этого открытия Хокинга? Ну конечно же, это похоже на другой “второй закон” – второй закон термодинамики, тот самый, об энтропии.

Энтропия – мерило беспорядка в системе. Беспорядок всегда нарастает и никогда не убывает. Соберешь пазл, уложишь его аккуратно в коробку, но стоит коробку тряхнуть, как кусочки перемешаются, и картинку уже не рассмотреть – такое происходит каждый день, но разве кто-нибудь рассчитывает получить готовую картинку, встряхивая коробку с перемешанными кусочками мозаик? В нашей вселенной энтропия (беспорядок) всегда нарастает. Разбитая чашка сама собой не склеится, грязная комната без помощи хозяйки не произведет уборку.

Допустим, вы склеили чашку, прибрались в комнате. Навели порядок. Означает ли это, что энтропии во вселенной стало меньше? А вот и нет. В процессе уборки вы расходуете умственную и физическую энергию, превращая ее в энергию с меньшим КПД. В сумме убыль порядка во вселенной превышает ту локальную прибавку порядка, которой вы добились.

И не только этим энтропия по своим свойствам напоминает горизонт событий черной дыры. Соединив любые две системы, мы получим энтропию, равную или большую, чем сумма энтропий этих двух систем. Известный пример – ящик, в котором находятся молекулы газа. Представим себе их в виде крошечных шариков, сталкивающихся друг с другом и со стенами ящика. Посреди ящика – перегородка. В одной половине (по одну сторону от перегородки) молекулы кислорода, по другую сторону – молекулы азота. Уберем перегородку, и молекулы кислорода и азота начнут перемешиваться. Вскоре практически однородная смесь заполнит весь ящик, но эта смесь окажется менее упорядоченной, чем были кислород и азот по отдельности: энтропия возрастет. (Во втором законе термодинамики есть оговорка: существует крошечный шанс, один на миллионы миллионов, что в какой-то момент молекулы азота вернутся в свою половину ящика, а все молекулы кислорода соберутся в другой половине.)

А теперь представьте себе, что вы бросаете коробку с перемешавшимися молекулами или любой другой подверженный энтропии объект в подвернувшуюся под руку черную дыру. Прощай энтропия в отдельно взятом ящике, думаете вы. Сумма беспорядка за пределами черной дыры уменьшилась, думаете вы. Сладили со вторым законом? Можно возразить, что в целом для вселенной (за пределами черной дыры плюс черная дыра) ничего не изменилось. Но ведь все, что попадает в черную дыру, навеки исчезает из нашей вселенной. Или нет?

Один из принстонских учеников Джона Уилера, Димитриос Христодулу, напомнил, что, согласно второму закону термодинамики, энтропия в замкнутой системе всегда возрастает и никогда не убывает и что “неприводимая масса” (так Христодулу назвал математическую комбинацию массы черной дыры и скорости вращения) никогда не убывает, что бы ни происходило с черной дырой. Это что, лишь внешнее совпадение? Неужели гипотеза Христодулу или более общее и существенное по своим последствиям утверждение Хокинга[102] (горизонт событий никогда не сокращается) имеют какое-то отношение ко второму закону термодинамики?

Побег из черной дыры?

Свою идею – горизонт событий черной дыры никогда не сокращается – Стивен Хокинг впервые представил научному сообществу в декабре 1970 года на Симпозиуме по астрофизике и теории относительности в Техасе[103]. Тогда он оговорился, что при всем сходстве формулировок – неубывание области горизонта событий, неубывание энтропии – это всего лишь аналогия.

Еще один принстонский выученик Уилера, Яков (Джейкоб) Бекенштейн, не согласился с такой оговоркой. Он решил, что горизонт событий черной дыры не только похож по своим свойствам на энтропию – он и есть энтропия[104]. Измеряя радиус горизонта событий, мы тем самым измеряем энтропию черной дыры. Бросив ящик в черную дыру, мы не уничтожим энтропию внутри черного ящика – энтропия присутствует и внутри черной дыры, и мы лишь увеличим ее. Упав в черную дыру, наш ящик с молекулами внутри приплюсуется к общей массе черной дыры, и соответственно увеличится горизонт событий. Вместе с тем возрастет и энтропия.

Но тут возникает затруднение. Нарастание энтропии означает повышение температуры. Объект, которому присуща энтропия, не может быть совершенно холодным, а если у него есть температура, объект должен излучать энергию. Раз излучается энергия, мы уже не вправе говорить, что “оттуда” ничего не исходит. Но ведь из черной дыры ничего не должно исходить.

Хокинг счел гипотезу Бекенштейна ошибочной и даже сердился, что Бекенштейн, мол, исказил его открытие о неубывании горизонта событий. В 1972 и 1973 годах вместе с двумя другими физиками, Джеймсом Бардином и Брэндоном Картером, он, казалось бы, двигался навстречу этой гипотезе, разработав в итоге целых четыре закона механики черной дыры, практически совпадающих с четырьмя хорошо известными законами термодинамики, – нужно лишь заменить выражение “горизонт событий” на термин “энтропия”, а вместо “сила притяжения на поверхности горизонта” писать “температура”[105]. Тем не менее три соавтора продолжали настаивать, что это всего лишь аналогия, и в окончательной версии своей статьи[106] подчеркивали, что четыре закона механики черной дыры хотя и похожи на законы термодинамики, но отнюдь с ними не совпадают. Сколько бы мы ни проводили параллелей между свойствами энтропии и областью внутри горизонта событий, в черной дыре энтропии нет, писали они, поскольку из нее ничего не исходит. Такой аргумент Бекенштейну крыть было нечем, и все же, хотя он был в ту пору аспирантом, а эти трое уже сделали себе имя в науке, Бекенштейн не сдавался. В итоге выяснилось, что ошибались Хокинг, Бардин и Картер. Сам же Хокинг и доказал это.

В 1962 году, когда Хокинг поступил в Кембридж, он предпочел космологию, науку о бесконечно больших, квантовой механике, науке о бесконечно малых. Теперь, в 1973 году, он решил сменить угол зрения и изучить черные дыры как раз с точки зрения квантовой механики. Впервые кто-то всерьез – и с успехом – попытался объединить две главные физические теории ХХ века, теорию относительности и квантовую механику. Как мы знаем из главы 2, несводимость этих теорий стала главным препятствием на пути к созданию теории всего.

В январе 1973 года Хокингу исполнился 31 год. Новый год принес ему публикацию его первой книги, написанной в соавторстве с Джорджем Эллисом и посвященной Деннису Сиаме. Эту работу, “Крупномасштабная структура пространства-времени”, Хокинг теперь считает “крайне специальной и едва ли читабельной”[107]. Книгу до сих пор можно отыскать на полках академических книжных магазинов, и любой читатель, кроме специалиста по физике, пожалуй, согласится с таким суждением автора, если попытается ее пролистать. Бестселлером, подобным “Краткой истории времени”, этой работе не стать, но в своей области она признана классической.

В августе и сентябре того же года, в длинные университетские каникулы, Хокинги съездили в Варшаву на празднование пятисотлетия со дня рождения Николая Коперника, а оттуда дальше на восток, в Москву. Они пригласили в эту поездку и Кипа Торна, поскольку тот уже пять лет сотрудничал с советскими физиками и знал ходы и выходы в Союзе. Хокинг хотел потолковать с Яковом Борисовичем Зельдовичем и его аспирантом Александром Старобинским. Эти двое советских ученых сумели доказать, что принцип неопределенности подразумевает: вращаясь, черная дыра создает и испускает частицы, порожденные энергией вращения. Излучение не выходит за пределы горизонта событий, оно притягивается обратно и замедляет вращение черной дыры, пока вращение вовсе не остановится, а вместе с вращением прекратится и излучение. Хокинг заинтересовался идеями Зельдовича и Старобинского, однако их вычисления его не устраивали. После этой встречи он вернулся в Кембридж с твердым намерением отыскать математическое решение получше.

Хокинг ожидал, что его подсчеты подтвердят: черная дыра испускает то самое излучение, которое предсказывали русские, однако он открыл нечто куда более поразительное: “К собственному изумлению, я обнаружил, что даже невращающиеся черные дыры должны с постоянной интенсивностью порождать и испускать частицы”[108]. Сперва Хокинг заподозрил собственные вычисления и много времени провел в поисках ошибки. В особенности он не хотел, чтобы о таком повороте событий прознал Бекенштейн, ведь выходило, что тот был прав, отождествляя площадь горизонта событий и энтропию. Однако чем дольше Хокинг размышлял об этом, тем очевиднее становилось, что его вычисления вполне соответствуют истине. И вот что интересно: спектр испускаемых частиц как раз соответствовал излучению любого объекта с повышенной температурой.

Бекенштейн, выходит, был прав: нет смысла бросать вещество в черные дыры, словно в огромные урны, – энтропия от этого не уменьшится и порядка во вселенной не прибавится. Вещество, обладающее энтропией, провалится в черную дыру, площадь горизонта событий увеличится, энтропия черной дыры возрастет. Суммарная энтропия вселенной внутри черной дыры и за ее пределами никак не уменьшится.

Однако Хокингу предстояло расправиться с загадкой посложнее: как может черная дыра быть горячей и испускать частицы, если ничто не выходит за пределы горизонта событий? Ответ он нашел в квантовой механике.

Рассуждать о пространстве как о вакууме не вполне правильно, ведь пространство, как мы уже убедились, не бывает совершенно пустым. Сейчас мы поймем, почему это так.

Принцип неопределенности гласит: нам не дано точно знать и положение частицы, и ее количество движения одновременно в любой момент времени. И более того, мы не можем точно знать величину поля и скорость его изменения во времени. Чем точнее мы знаем величину поля, тем менее точно знаем скорость изменения, и наоборот – вечные качели. Зато величина поля никогда не бывает равна нулю: ноль – самое что ни на есть точное измерение как величины, так и скорости изменения, а принцип неопределенности не допускает такой точности измерения. В абсолютно пустом пространстве величина любого поля должна быть равна нулю. Нет нулевой величины поля – нет и пустого пространства.

Вместо пустого пространства, полного вакуума, которое мерещится “где-то там” большинству из нас, приходится иметь дело с минимальной неточностью, с некоторой неопределенностью насчет того, какова же величина поля в “пустом” пространстве. Вот один из способов постичь колебания величины этого поля, чуточку больше нуля – чуточку больше, но никогда не ровно ноль.

Постоянно возникают пары частиц – например, фотонов или гравитонов. Сперва пара держится вместе, затем распадается. Спустя невообразимо короткий промежуток времени эти частицы вновь соединяются, и происходит аннигиляция – частицы взаимно уничтожают друг друга. Квантовая механика учит, что такие события происходят все время и повсюду в так называемом “вакууме”. Возможно, эти частицы не “реальны”, то есть мы не сумеем зарегистрировать их с помощью приборов, но они и не плод воображения. Даже если эти частицы всего лишь “виртуальны”, мы знаем об их существовании, поскольку можем замерить их влияние на другие частицы.

Некоторые пары состоят из частиц материи, фермионов. В таком случае одна из частиц в паре принадлежит к антиматерии. Антиматерия, с которой нас познакомили научно-фантастические романы, видеоигры и фильмы (она служит топливом кораблю “Энтерпрайз”), не вымысел.

Вероятно, вы слышали о том, что общее количество энергии во вселенной всегда остается постоянным. Энергия не может вдруг взяться из ниоткуда. Как же применить этот закон к постоянно образующимся парам частиц? Они-то ведь порождаются “взятой взаймы” на очень краткое время энергией. Постоянного изменения не происходит. Одна частица в паре несет отрицательную энергию, другая – положительную. Вместе они уравновешивают друг друга. Общее количество энергии во вселенной не увеличивается.

Хокинг рассуждал так: на горизонте событий черной дыры появляется множество таких пар. Он представлял себе, как возникает пара виртуальных частиц. Прежде чем разошедшиеся частицы встретятся вновь и аннигилируют, одна из них, та, что с отрицательной энергией, пересечет горизонт событий и попадет внутрь черной дыры. Означает ли это, что и положительно заряженная частица должна последовать за своей неудачливой напарницей, разыскать ее и вместе с ней погибнуть? Нет. Гравитационное поле на горизонте событий черной дыры настолько сильно, что способно творить чудеса с “виртуальными” частицами, даже с теми, кому не повезло получить отрицательную энергию: оно превращает их из “виртуальных” частиц в “реальные”.

Это превращение радикально изменяет судьбу частиц. Им уже нет необходимости разыскивать друг друга, чтобы аннигилировать. Они смогут существовать по отдельности, причем намного дольше. Разумеется, и частица с положительной энергией может упасть в черную дыру, но может и не упасть. Она освобождается от уз партнерства. Она может спастись бегством. Наблюдателю из удаленной точки покажется, будто она вылетела изнутри черной дыры. На самом деле эта частица находилась точно на наружной границе. А вторая частица из пары унесла отрицательную энергию внутрь черной дыры (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Излучение Хокинга.

Теперь такого рода излучение черных дыр называется излучением Хокинга. И, сделав второе свое великое открытие о природе черных дыр, Хокинг сам и доказал, что первое его прославленное открытие, второй закон динамики черных дыр (площадь горизонта событий никогда не сокращается), не всегда верно. Излучение Хокинга может привести к тому, что черная дыра начнет уменьшаться в размерах и в конечном итоге вовсе испарится. Это было уже не просто открытие – революция.

Почему излучение Хокинга приводит к уменьшению размеров черной дыры? Превращая “виртуальные” частицы в “реальные”, черная дыра теряет энергию. Как это возможно, если ничто не выходит за пределы горизонта событий? Как может черная дыра что-то “терять”? Ответ хитроумный: попадая в черную дыру, частица с отрицательной энергией приносит в черную дыру именно отрицательную энергию, то есть общее количество энергии в черной дыре убывает. Добавить отрицательную энергию значит вычесть энергию.

Так излучение Хокинга “грабит” черную дыру, отнимая у нее энергию. С убыванием энергии автоматически убывает и масса. Вспомните уравнение Эйнштейна Е=mc². Е – энергия, m – масса, с – скорость света. Когда в левой части уравнения убывает энергия (именно это происходит в рассмотренном случае в черной дыре), должно убывать и произведение в правой части уравнения. Скорость света – с – константа. Следовательно, убывает масса. Итак, предположив, что черная дыра теряет энергию, мы допускаем также, что в ней убывает и масса.

Учтем это и вспомним открытие Ньютона, формулу гравитации: если изменяется масса тела, то непременно меняется и сила притяжения, с какой это тело воздействует на другие тела. Если уменьшится масса Земли (на этот раз мы говорим о массе, а не о размерах), ее гравитационное поле на орбите Луны окажется слабее. Если черная дыра потеряет часть своей массы, сила ее притяжения на горизонте событий (границе невозврата) станет меньше. Тогда и вторая космическая скорость на таком расстоянии от черной дыры станет меньше скорости света. Значит, равенство “вторая космическая скорость = скорость света” будет действительно для меньшего, чем прежде, радиуса. Появится новый горизонт событий – ближе к черной дыре. Площадь горизонта событий сократится. Только так мы можем объяснить уменьшение размеров черной дыры.

Если замерить излучение Хокинга из большой черной дыры, возникшей в результате коллапса звезды, то мы будем разочарованы: такая огромная черная дыра, а температура на поверхности лишь на миллионную долю градуса превышает абсолютный ноль. И чем больше черная дыра, тем ниже ее температура. Хокинг утверждает: “Черная дыра с десятикратной солярной массой может испускать несколько тысяч фотонов в секунду, но их длина волны совпадает с размерами черной дыры, а энергии так мало, что мы не сумеем их обнаружить”[109]. Ведь чем больше масса черной дыры, тем больше и площадь горизонта событий. Чем больше площадь горизонта событий, тем выше энтропия. Чем выше энтропия, тем ниже температура поверхности и уровень излучения.

Взрывы черных дыр?

Однако уже в 1971 году Хокинг предположил существование черных дыр иного типа – маленьких. Самые удивительные – размером с ядро атома. Вот у них излучение так излучение. Чем меньше черная дыра, тем выше температура на ее поверхности. Описывая эту разновидность черных дыр, Хокинг восклицает: “Едва ли их правильно именовать черными: на самом деле они раскалены добела!”[110]

Эти “первичные черные дыры”, как называл их Хокинг, появились – если они в самом деле существуют – не в результате коллапса звезд. Это пережиток самых ранних этапов существования вселенной, когда действовало мощнейшее давление, сжимавшее вещество чуть ли не в точку. С тех пор первичные черные дыры должны были еще и уменьшиться в размере, ведь они постоянно теряют массу.

Для первичной черной дыры излучение Хокинга губительно: масса уменьшается, уменьшается и сама черная дыра, температура и скорость испускания частиц с горизонта событий возрастают. Черная дыра все быстрее теряет массу, а чем меньше масса, тем больше температура – порочный круг.

Чем же дело кончится? Хокинг предположил, что в итоге маленькая черная дыра исчезнет, выпустив напоследок огромное количество частиц – словно взорвется разом миллион водородных бомб. Взорвется ли когда-нибудь и большая черная дыра? Нет, вселенная достигнет финальной стадии своего существования задолго до того, как большая черная дыра будет готова к взрыву.

Мысль, будто черная дыра может уменьшаться и в итоге взорваться, противоречила всему, что было известно о черных дырах на 1973 год. Сам Хокинг усомнился в собственном открытии. Неделями он скрывал его от всех, не записывал, проверял и перепроверял вычисления в уме. Если уж он сам не мог в это поверить, страшно было подумать, как отнесется к подобной ереси ученый мир. Физики тоже не любят, когда над ними смеются. С другой стороны, Хокинг понимал: если он окажется прав, его открытие произведет переворот в астрофизике. В какой-то момент он заперся в ванной, чтобы обдумать все в уединении. “Все рождественские каникулы напролет я промаялся, но избавиться от них [от своих открытий] не сумел”[111].

Хокинг опробовал эту идею на ближайших своих сотрудниках. Отнеслись по-разному: Мартин Рис, например, друживший с Хокингом со времен учебы в Кембридже, прибежал к их общему наставнику Деннису Сиаме, восклицая: “Слыхали? Стивен перевернул все с ног на голову!” Сиама горячо поддержал Стивена и велел немедленно опубликовать это открытие. Хокинг потом жаловался, что Пенроуз, тоже преисполнившийся энтузиазма, позвонил ему как раз в тот момент, когда он собирался приступить к обеду в честь собственного дня рождения (начался 1974 год) и на стол подали гуся. Конечно, восторг Пенроуза был ему приятен, вспоминает Хокинг, но они так увлеклись беседой, что не сумели вовремя остановиться, и праздничный обед остыл[112].

Хокинг согласился представить свою странную гипотезу в феврале, в докладе на конференции, собиравшейся в Лаборатории Резерфорда – Эпплтона к югу от Оксфорда. Эту встречу, Вторую конференцию по квантовой механике, организовал Сиама. Хокинг слегка подстраховался, дополнив заголовок своей статьи знаком вопроса: “Взрывы черных дыр?”, но по пути в Оксфорд все еще терзался сомнениями, стоит ли обнародовать подобную гипотезу.

После краткой презентации, проиллюстрированной слайдами с уравнениями, воцарилось неловкое молчание. Вопросов почти не задавали. Большинство слушателей специализировались в других областях науки и едва ли поняли аргументацию Хокинга, но одно было ясно всем: его гипотеза решительно противоречила общепринятой теории. Те же, кто все понял, были ошеломлены и не готовы вступить в спор. Единственный голос раздался, когда презентация закончилась и включили свет. Председатель, почтенный профессор Лондонского университета Джон Тэйлор, поднялся и заявил: “Стивен, вы меня извините, но это полная чушь!”[113]

В следующем месяце Стивен опубликовал свою “чушь” в авторитетном научном журнале Nature[114]. Тэйлор и Пол Дэвис выступили в том же номере с опровержением[115]. Несколько дней спустя физики всего мира вступили в ожесточенный спор по поводу шокирующего открытия Хокинга. Зельдович сперва пытался его оспорить, но в следующий приезд Кипа Торна в Москву советский физик срочно попросил его к себе. Торн вошел, оба – Зельдович и Старобинский – вскинули руки вверх, словно они перенеслись на Дикий Запад и Торн наставил на них свой смит-и-вессон: “Сдаемся. Хокинг прав. Мы ошибались”[116].

Кое-кто сразу признал открытие Хокинга важнейшим достижением теоретической физики последних лет. Сиама отозвался о его статье как о “самой красивой за всю историю физики”[117]. Джон Уилер, который никогда за словом в карман не лез, сказал, что обсуждать дивное открытие Хокинга – все равно что “катать леденец на языке”[118]. По мнению Кипа Торна, теряя способность работать руками, Стивен научился “пользоваться геометрическими доказательствами, которые складывались прямо у него в голове… великолепный набор инструментов, какого больше ни у кого нет. Поскольку вы – единственный, кто владеет этим новым инструментарием, некоторые проблемы только вам и дано разрешить, и больше никому”[119]. Дела явно шли на лад.

Вторую статью, посвященную той же гипотезе, Стивен готовил более долго и тщательно. В марте 1974 года он отослал эту статью в Communications in Mathematical Physics, но в журнале ее потеряли, и в итоге текст был опубликован лишь в апреле 1975 года[120], когда Стивен представил его вторично. Тем временем он и его коллеги продолжали исследовать различные аспекты “излучения Хокинга”. Понадобилось примерно четыре года – и существенную роль тут сыграла совместная работа Хокинга и Джима Хартла, опубликованная в 1976 году[121], – чтобы ученый мир признал излучение Хокинга. Большинство физиков-теоретиков оценили революционный шаг Хокинга: он использовал представление о “виртуальных” частицах для объяснения черных дыр – проблемы, находившейся “в ведении” теории относительности. Таким образом появилась надежда объединить теорию относительности с квантовой физикой.

К рождению Люси (2 ноября 1970 года) Хокинги успели приобрести в собственность тот самый дом на Литтл-Сент-Мэри-лейн, который раньше арендовали. Родители Стивена дали им деньги на первый взнос и на ремонт. Работы завершились, когда Джейн была на восьмом месяце беременности.

Стивен все еще настаивал на своем праве самостоятельно подниматься по лестнице и спускаться со второго этажа, а также одеваться по утрам и раздеваться на ночь. Проделывал он все это медленно и с трудом, но зато, как сам он говорил, это давало ему время перед укладыванием в постель вдоволь поразмыслить о фотонах на горизонте событий черной дыры. Ходить ему, однако, стало уже так трудно, что пришлось усаживаться в инвалидное кресло. Очередная битва была проиграна: он более не стоял на ногах. Друзья с грустью отмечали эти вехи, но Хокингу не изменяли ни чувство юмора, ни сила воли.

Руки ему тоже отказали, отняв возможность самостоятельно записывать уравнения, чертить рисунки, но произошло это не в одночасье – за годы прогрессирующего недуга он успел приспособиться, научиться “думать иначе, не как другие ученые. Он работает с новым видом ментальных образов и уравнений, которые заменили ему рисунки на бумаге и письменные формулы”, – поясняет Кип Торн[122]. Послушать самого Хокинга, так можно подумать, он выбрал бы этот подход, даже владей он обеими руками, как здоровые люди: “Уравнения – самая скучная часть математики. Я предпочитаю рассматривать все с точки зрения геометрии”[123]. Вычисления, которые понадобились для открытия излучения Хокинга, практически полностью были произведены им в уме.

После рождения Люси расписание Джейн напоминало выступление жонглера: она заканчивала докторскую, ухаживала за Стивеном, бегала по пятам за малышом Робертом, а теперь еще и нянчила младенца. Ее мать и жившая по соседству няня, как могли, помогали присматривать за детьми. Коттедж на Литтл-Сент-Мэри-лейн был прекрасен. Вскоре Люси подросла и вместе с братом частенько играла среди цветущих кустов и старинных каменных надгробий кладбища Литтл-Сент-Мэри. Джейн вспоминала, как летом распахивала окна и слышала счастливые голоса детей, “чирикающих на кладбище”.

В январе 1971 года Хокинг подал на премию Фонда исследований гравитации работу о черных дырах, получил первое место и истратил деньги на новый автомобиль. Он имел ставку в колледже Гонвилл-энд-Киз и исследовательские гранты в DAMPT и в Институте астрономии. Тем не менее семейный бюджет все еще был не так уж велик, и на частную школу для Роберта, когда он достиг соответствующего возраста, средств не хватило. Роберт поступил в прекрасное местное заведение, начальную школу Ньюнхэм-Крофт, где пятнадцать лет спустя училась и моя дочь. Роберт, видимо, пошел в отца: он прекрасно управлялся с числами и с трудом учился читать, но времена были уже не те, “проблемы с чтением” подлежали немедленному решению. Джейн заподозрила дислексию, и отец Стивена, полагая, что в частной школе Роберту скорее смогут помочь, вновь пришел на помощь: он купил дом и предложил Стивену и Джейн сдавать его и использовать доход. В семь лет Роберта перевели в кембриджскую школу Перс.

Хокинги не хотели, чтобы недуг Стивена вышел на первый план, завладел их жизнью, стал самым главным в их или в его судьбе. О будущем они старались не думать. Со стороны казалось, будто они горя не знают, и когда Джейн порой позволяла себе признаться, насколько им бывает трудно, это вызывало оторопь. Однажды, говоря о выпавших на долю ее супруга почестях, Джейн заявила: “Не думаю, что этим искупаются все несчастья. Вряд ли я когда-нибудь сумею примириться с этим страшным размахом маятника, который то погружал нас в черную бездну, то возносил ко всем этим блестящим наградам”[124]. Стивен, судя по всему, что он писал, вроде бы и не замечал черных бездн. Если бы он допустил разговор о них в ином ключе, не в той небрежной манере, в какой обычно (и то редко) упоминал о болезни, это означало бы для него поражение, капитуляцию. Он упорно отворачивался от своих проблем и на том стоял. Как правило, он даже с Джейн об этом отказывался говорить. Но с ее точки зрения, если делать вид, будто гориллы в комнате нет, горилла все равно останется тут как тут.

Джейн вспоминала, как Стивена огорчало, что он не может помочь ей в уходе за детьми или поиграть с ними. Она сама научила Роберта, а потом и Люси, и Тимми играть в крикет (“Я всегда их побью”, – хвасталась она) и поддразнивала мужа: уж ей-то, в отличие от большинства жен, не приходится удивляться тому, что от супруга нет проку ни по дому, ни с детьми.

На самом деле домашняя “бесполезность” Хокинга оказалась одним из благих последствий недуга. Он долго возился, укладываясь спать и совершая утренний туалет, зато его не посылали за покупками, не поручали ему мелкий ремонт, уход за газоном, покупку билетов. Ему не приходилось самому себе собирать чемодан, составлять план лекций, выполнять отнимающие много времени административные обязанности в DAMPT или в Гонвилл-энд-Киз – все это делали за него коллеги, ассистенты и жена. Стивен мог посвятить размышлениям о физике все свое время – подобной привилегии многие коллеги завидовали.

Джейн понимала, что повседневные обязанности лягут на нее. Еще до того, как Хокинги вступили в брак, она пришла к выводу, что карьеру удастся сделать лишь одному из них, и это, разумеется, будет Стивен. Но то было в шестидесятых, а в семидесятые, когда стали меняться представления о месте женщины в обществе, ей уже труднее было пойти на такую жертву. Когда-то Джейн думала, что обретет смысл жизни, обеспечив Стивену помощь и поддержку, в которых он отчаянно нуждался. Но саму себя Джейн в этом не обрела, и материнство тоже не принесло ей полного удовлетворения. Как объясняла Джейн, хотя она обожала своих малышей и “не хотела бы перепоручить их кому-то, очень нелегко жить в Кембридже, когда не представляешь из себя ничего, кроме матери семейства”[125].

Справедливости ради нужно сказать, что где бы ни заходила в Кембридже речь о Хокингах, как правило, можно было услышать, что Джейн Хокинг еще более замечательный человек, чем Стивен. Вот только Джейн, похоже, об этом не подозревала. Она видела другое: “В Кембридже на каждого давят, ждут от него академической карьеры”[126]. Именно поэтому она решила взяться за докторскую, но работу над диссертацией слишком часто приходилось откладывать.

Казалось бы, в 1970-х у Джейн появилось множество причин гордиться собой. Роберт и Люси благополучно подрастали, Стивен стремительно поднимался к вершинам научной славы, а репутация мужественного человека, не теряющего чувства юмора в тяжелейших обстоятельствах, превратила Стивена в легенду. Мало того – Джейн и сама вернулась к академической карьере. В то же время она с обидой осознавала, что ее роль в успехе Стивена – роль огромная и очень нелегкая – остается незамеченной. Джейн попалась в ловушку, в которую часто попадают люди с талантом не обременять других своими трудностями: всем вокруг кажется, будто никаких трудностей и нет, никто не ценит по достоинству их усилия и жертвы. И Джейн, и ее муж понимали, что без нее Стивен не только не достиг бы подобных высот, но едва ли вообще выжил бы, однако в его триумфе она своей доли не имела. Из общих фотографий ее, стоящую за инвалидным креслом, репортеры порой вырезали, приняв за сиделку. Проследить за полетом мысли Стивена, разделить его радость от построения уравнений она не могла. И все же “успехам Стивена я безумно радовалась”[127], вспоминала она. Джейн никогда не сожалела о своем решении вступить в брак, но все счастливые моменты “не облегчали мучительных ежедневных тягот, вызванных дегенеративным заболеванием двигательной системы”[128].

Несмотря на трудности, было у Хокингов и немало приятных минут. Оба охотно общались со своими малышами, оба любили классическую музыку, вместе посещали театр и концерты, водили Роберта и Люси на рождественские пантомимы. Любили они и принимать гостей. Молодой исследователь Дон Пейдж, которому предстояло прожить у Хокингов три года в качестве ассистента Стивена, впоследствии вспоминал, какой приветливой была Джейн Хокинг – “это немало помогало ее мужу и в профессиональных делах”[129]. Порой она отправлялась на рынок закупать продукты для обеда на шестьдесят человек. Ко всему прочему Хокинги прославились и гостеприимством.

Оба супруга приняли участие в ширившемся общественном движении за права инвалидов. Обществу пора было осмыслить, в чем нуждаются тяжелобольные люди, и помочь им сохранить нормальную, даже активную жизнь, реализоваться. В 1970-х эта мысль еще не укрепилась в нашей культуре так, как сейчас. В 1970 году в Англии был принят Закон о хронически больных и инвалидах, но претворялся в жизнь этот закон очень неспешно. Джейн негодовала и выступала с открытым протестом. Когда при посещении Аббатства Англси, музейной усадьбы под Кембриджем, Хокингов отправили парковаться за километр от основного здания, не разрешив высадить Стивена поближе, Джейн обратилась с письмом в Национальный совет по охране памятников[130]. Так почти незаметно к огромному списку ее обязанностей прибавилось участие в борьбе за права инвалидов.

Несколько битв за равные возможности для колясочников Хокинги выиграли. После долгих бюрократических споров о том, кто будет за это платить, задний вход в DAMPT оснастили пандусом, а в местном театре отвели место для инвалидных кресел. Появились такие места и в кинотеатре. Переоборудовались с учетом нужд колясочников и культурные учреждения за пределами Кембриджа, например, Английская национальная опера. Если же Стивен отправлялся туда, где еще не додумались выстроить пандус, всегда удавалось завербовать помощников, соглашавшихся поднять Стивена вместе с его креслом по лестнице. В Клэр-холле – кембриджском колледже для аспирантов – эту повинность обычно исполняли члены кружка астрономов до и после встречи. Это был не такой уж безопасный трюк: служители Королевского оперного театра Ковент-Гарден ухитрились уронить Стивена, когда тащили его вверх по лестнице[131].

Вера в Бога и законы физики

Оглядываясь на те времена из конца 1980-х, на вопрос о том, как она выдерживала столь необычную, полную трудностей супружескую жизнь – тем более не имея надежды на долгое и счастливое будущее, – Джейн отвечала, что ей помогала вера в Бога. Без веры, говорила она, “я бы не справилась с ситуацией. Я бы даже не оказалась в ней, потому что не решилась бы выйти замуж за Стивена: мне бы не хватило оптимизма, чтобы вступить в этот брак, и сил, чтобы сохранить его”[132].

Эту веру, дававшую Джейн неиссякаемые силы, ее супруг не разделял. Некоторые из его коллег-физиков считали себя верующими, но с ними Джейн на подобные темы не беседовала. Если Стивен как-то и осмыслял свою борьбу с инвалидностью и угрозой безвременной смерти в религиозном ключе, вслух он никогда об этом не заговаривал. Правда, при чтении его книг “Краткая история времени” и “Высший замысел” складывается впечатление, будто Стивен отнюдь не вычеркивал Бога из своей картины вселенной. В одном из интервью 1980-х он пояснил: “Обсуждая начало вселенной, трудно обойти концепцию Бога. Исследуя происхождение вселенной, я оказываюсь на границе между наукой и религией, но стараюсь удержаться [на научной] стороне. Вполне возможно, что деяния Бога не поддаются описанию с точки зрения законов физики, но это уж вопрос личной веры каждого”[133]. На вопрос, считает ли он физику соперницей религии, Хокинг ответил: “В таком случае Ньютон [человек глубоко верующий] не открыл бы закон всемирного тяготения”[134].

О себе Хокинг говорил, что, не будучи атеистом, предпочитает “использовать понятие “Бога” как персонификацию законов физики”[135]. “Нет надобности апеллировать к Богу, чтобы задать граничные условия вселенной, однако из этого отнюдь не следует, что Бога нет, – следует лишь, что Он действует через посредство законов физики”[136]. В личного Бога, заботящегося о людях, вступающего с ними в отношения, творящего чудеса, преобразующего души, Хокинг, безусловно, отказывался верить. “Мы – ничтожные существа на маленькой планете при незначительной звезде где-то на периферии одной из ста тысяч миллионов галактик. Трудно поверить, чтобы Господь не то чтобы пекся о нас – хотя бы помнил о нашем существовании”[137]. Такова была и позиция Эйнштейна. Иные из ближайших коллег Хокинга разделяли веру Джейн, упрекали Стивена в ограниченности и напоминали, что еще труднее поверить, будто множество умных и образованных людей (среди которых числилось и немало ученых) переживали не опыт личного общения с Богом, как они утверждали, а иллюзию или галлюцинацию. Расхождение между Стивеном и Джейн по столь принципиальному вопросу становилось все очевиднее – и Джейн переживала его все болезненнее.

“Меня больно задевали постоянно повторявшиеся слова Стивена, что он не верит в Бога как в личность”[138], – вспоминала Джейн. В 1988 году она сказала интервьюеру: “Он проникает в те области знания, которые важны каждому думающему человеку, и то, что он делает, может привести умы в смятение. С одной особенностью его мировоззрения мне все труднее мириться и уживаться: ему мнится, будто все нужно свести к рациональным математическим формулам, и это будет истина”[139]. Джейн казалось, что ее муж не оставляет места для других истин помимо своей математики. Год спустя она слегка смягчилась и уточнила: “С возрастом начинаешь шире смотреть на вещи. Думаю, его мировоззрение не может не отличаться от мировоззрения других людей уже в силу его состояния, обстоятельств его жизни… гений, заключенный в почти неподвижное тело… никто не может знать, каковы его представления о Боге, каковы его отношения с Богом”[140].

Истина, возможно, и сводилась для Хокинга к математике, и все же его жизнь отнюдь не сводилась к науке. “Физика – штука холодная, – признавался он интервьюеру. – Я бы не вынес, не имей я в жизни ничего, кроме физики. Я нуждаюсь в тепле, в любви и привязанности”[141].

Украшение университета

В конце 1960-х, приглашая Хокинга на работу, колледж Гонвилл-энд-Киз и другие отделения университета считали, будто они поступают великодушно, платя зарплату молодому ученому, который долго не проживет и от которого не приходится ожидать большой отдачи в виде лекций и работы со студентами. DAMPT с самого начала освободил Хокинга от преподавательской нагрузки на общем отделении, разрешив ему целиком сосредоточиться на исследовательской работе и немногочисленных семинарах с аспирантами. Однако к середине 1970-х колледж и университет в целом осознали, что облагодетельствовали они в первую очередь самих себя: Хокинг сделался украшением университета, пусть и несколько необычным.

Кембриджу не привыкать к великим умам и незаурядным личностям. Они то и дело появляются то в одном колледже, то в другом. Прекрасная среда для развития гения, тем более что, хотя внешний мир взирает на светило с почтительным изумлением, в университетском братстве гений считается в порядке вещей. Даже под конец 1970-х, когда Хокинг сделался уже скорее мифом, чем обычным человеком, он со всем своим оборудованием – с аппаратом для переворачивания страниц, с подсоединенным к компьютеру проектором, который он использовал вместо обычной классной доски, – по-прежнему ютился в тесном кабинете вместе с коллегой.

На первый план вышла проблема общения, передачи рождавшихся в его мозгу открытий. В начале 1970-х Хокинг еще мог поддерживать обычную беседу, но к концу десятилетия его речь сделалась настолько невнятной, что ее понимали только родные и ближайшие друзья. Тогда в качестве “переводчиков” стали привлекать аспирантов. Майкл Харвуд, бравший впоследствии у Хокинга интервью для The New York Times, подробно описал этот процесс: “Дон Пейдж сидел рядом с ним, наклоняясь к самому его лицу, чтобы разобрать невнятную речь, повторяя губами каждое слово, дабы увериться, что понял его правильно, зачастую останавливался и просил повторить, сам произносил ту же фразу, чтобы Хокинг ее подтвердил, порой вносил исправления”[142]. Другой интервьюер вспоминает, что ему часто казалось, будто Хокинг произнес целую фразу, но “в переводе” это сводилось к одному лишь слову. Научные работы Хокинг таким же тягомотным способом диктовал секретарю. Зато он учился выражать свои мысли как можно короче и быстро добираться до сути как в статьях, так и в научных беседах.

Каждое его слово подхватывали ученые всего мира. Вскоре после открытия взрывающихся черных дыр на Хокинга посыпались награды и почетные звания. Весной 1974 года он был принят в Королевскую академию, едва ли не самое уважаемое в мире сообщество ученых. Ему было всего тридцать два года. По традиции, восходящей к XVII веку, новый собрат должен подняться на подиум и внести свое имя в книгу, на первой странице которой красуется подпись Исаака Ньютона. Те, кто присутствовал на торжественном собрании, когда в члены Академии принимали Хокинга, запомнили, как председательствующий, лауреат Нобелевской премии по биологии сэр Алан Ходжкин, в нарушение освященного столетиями правила вынес книгу к Хокингу, сидевшему в первом ряду. Тогда Стивен еще мог написать свое имя, хотя и с большим трудом и это заняло много времени. Почтенные ученые терпеливо ждали. Он расписался и оглядел все собрание, широко улыбаясь. Разразилась овация.

Той же весной Хокинги с радостью приняли приглашение Калифорнийского технологического института, где работал Кип Торн: Хокингу предлагалась годичная стипендия имени Шермана Фэрчайлда за выдающиеся научные заслуги. Большие деньги, дом, машина и даже новенькое инвалидное кресло с электромотором. Все медицинские расходы оплачивал институт (британская страховка не распространялась на другие страны). Покрывались и затраты на обучение Роберта и Люси.

К тому времени Хокинги почти четыре года прожили в своем доме на Литтл-Сент-Мэри-лейн. Какое-то время Стивен еще ухитрялся подниматься на второй этаж, используя только силу рук, хватаясь за столбы перил и подтягиваясь, – неплохая физиотерапия, но теперь уже он и с этим перестал справляться. На сей раз Гонвилл-энд-Киз проявил большее участие, чем в то время, когда Хокинги-молодожены просили помочь им в поисках жилья. Новый казначей предложил Хокингам переселиться в просторную квартиру на первом этаже кирпичного особняка на Уэст-роуд. Здание поблизости от задних ворот Кингс-колледжа принадлежало колледжу, и само по себе такое размещение, когда на первых этажах в элегантном, хотя и несколько обшарпанном жилье поселялась профессорская семья, а выше – аспиранты, было вполне обычным для Кембриджа того времени. В помещении с высокими потолками и широкими окнами требовалось произвести лишь небольшой ремонт, чтобы оно стало вполне удобным для всей семьи и доступным для человека в инвалидной коляске. Ремонт решили сделать в отсутствие Хокингов, а когда они вернутся из Калифорнии, все будет готово. За исключением гравиевой дорожки и парковки перед домом здание было со всех сторон окружено садом, также принадлежавшим колледжу, и садовники охотно прислушивались к советам и указаниям Джейн. Какой дивный дом, как счастливо будут расти в нем дети!

Хотя Стивен не мог больше сам подниматься по лестнице, он ел, укладывался в постель и поднимался утром самостоятельно, хотя и это становилось все затруднительнее. Джейн все еще обходилась без помощников, трудилась на пределе сил, чтобы Стивен жил, насколько это возможно с его прогрессирующим недугом, нормальной жизнью, чтобы он продолжал научную работу, чтобы Роберт и Люси не были лишены обычного детства. Порой Джейн ухитрялась даже урвать время для своей докторской диссертации, но и она сама, и Стивен понимали: перемены неотвратимы.

Заранее обдумывая план поездки в Калифорнию, Джейн в пасхальные каникулы изобрела новый способ обеспечить Стивену уход – так, чтобы ее муж не воспринял это как очередное поражение, бесславную капитуляцию перед недугом. Отныне Хокинги будут приглашать к себе на постоянное проживание и в поездки кого-нибудь из ближайших учеников Стивена. Молодой ученый получит бесплатное жилье и сможет работать с самим Хокингом, а за это будет помогать ему укладываться и совершать утренний туалет. В Калифорнию, надумала Джейн, их будет сопровождать один из аспирантов Хокинга – Бернард Карр.

Она забронировала билеты, упаковала вещи и с помощью Бернарда переправила на другой конец света двух малышей, мужа и груду специального оборудования. Друзья не уставали удивляться, как она со всем справляется.

Место под солнцем

В августе 1974 года Кип Торн встречал Хокингов в Лос-Анджелесе в сверкающем новом американском автомобиле, который на все время пребывания в стране переходил в распоряжение Хокингов.

Перелет из Лондона был долгий, через Северный полюс, но теплый воздух Южной Калифорнии быстро взбодрил путешественников, и они с интересом следили за тем, как Кип маневрирует по разросшемуся городу, мимо небоскребов и ошеломительно высоких пальм, пробираясь в Пасадену, в двадцати километрах к северо-востоку от Лос-Анджелеса[143].

На закате они добрались до отведенного им дома – нарядного, обшитого белыми досками, все окна гостеприимно светились. Из дома открывался вид на горы и на кампус Калтеха через дорогу. В первый же день Джейн рассказала об этом доме в письме родителям: “Внутри он столь же элегантен, как хорош снаружи. Эти люди, видимо, думают, что мы привыкли к астрономическому уровню жизни. Когда б они знали!”[144]

Стивену, Джейн и детям достались в распоряжение патио, где порхали колибри, огромный калифорнийский дуб во дворе (дети на него лазили), телевизор, несколько ванных комнат. В кампусе поблизости имелся бассейн. До Диснейленда рукой подать. Стивена дожидалось электрическое инвалидное кресло, оснащенное по последнему слову техники. Стивен уселся в него и, словно гонщик, опробующий новую, более быструю и маневренную модель, принялся рассекать по двору, останавливаясь лишь затем, чтобы техники могли что-то в его кресле отладить.

Помимо многих других необычностей калифорнийской жизни Хокингам предстояло привыкнуть к несколько пугающему явлению: порой они чувствовали под ногами толчки, а то и вполне ощутимое колебание земли. Соседи и коллеги Хокинга по Калтеху давно к этому приспособились и уверяли даже, что частые колебания – лучшая гарантия против огромного и разрушительного землетрясения. Во всяком случае, тот год в Америке обошелся без катастроф.

Роберт и Люси посещали городскую школу и детский сад Пасадены. Трехлетняя Люси с первого же дня так полюбила сад, что решила остаться там на полный день, хотя ее привели только на утренние часы. Когда Джейн пришла за дочерью, девочку не сумели отыскать. Сбившиеся с ног воспитатели наконец обнаружили Люси в столовой, где она преспокойно угощалась ланчем вместе со старшими детьми. У Роберта появилась новая обязанность: помогать матери сориентироваться на улицах Лос-Анджелеса. В его семилетнюю головку словно был встроен автонавигатор. Бернард Карр с восторгом окунулся в молодежную жизнь кампуса и чуть ли не каждый вечер, уложив Стивена в постель, отправлялся на очередную вечеринку. После вечеринки он просиживал ночь напролет перед телевизором, смотрел ужастики. Хорошо еще, что Стивен не любил рано вставать.

Джейн тоже оказалась вовлечена в светскую жизнь – Хокинги беспрерывно принимали гостей. В Кембридже (за исключением Клэр-холла) супруги сотрудников обычно не играют столь заметной роли в обществе, и эти новые обязанности в Калтехе, пусть и несколько утомительные, были Джейн в радость. Помимо друзей, которыми они обзавелись в Калифорнии, к ним приезжали близкие из Англии, в том числе родители Джейн, мать и тетя Стивена. Сестра Стивена Филиппа жила в Нью-Йорке и оттуда наведалась в Калифорнию. Дом Хокингов, удачно расположенный прямо у кампуса, стал местом частых встреч Калтехского кружка по относительности.

Искренность и прямота калифорнийцев составляли отрадный контраст тому равнодушию, а порой даже пренебрежению, с которыми Джейн и ее муж нередко сталкивались в Англии. Тем, кто не был издавна знаком со Стивеном, нелегко было поддерживать с ним разговор из-за его расстройства речи, но калифорнийцы, по крайней мере, пытались. В Калифорнийский технологический институт Стивен прибыл уже в качестве светила мирового класса, с ним и обращались как со знаменитостью. Справедливости ради предположим, что если бы в Кембридж Стивен изначально явился в таком статусе, то и на родине ему и Джейн уделили бы то повышенное внимание, которое досталось им в Пасадене.

Когда ученый отправляется на год работать в другую страну, стажировка вдали от дома не только ему самому придает новые силы и интеллектуальную энергию. Для остальных членов семьи этот год нередко становится судьбоносным. Так случилось и с Хокингами. Одержимый компьютерами американский ровесник увлек Роберта предметом, который со временем станет его профессией: информационными технологиями. Жена коллеги пригласила Джейн в хор, еженедельно собиравшийся разучивать и исполнять мировую классику. Так и Джейн обрела увлечение, которое превратится в любимое дело на много лет.

Хокингу отвели кабинет с кондиционером, пандусы были обустроены по всей территории университета. Стивен интенсивно общался с другими крупными учеными, в его честь устраивали ужины в студенческих “Домах”. Калифорнийский технологический институт был и остается одним из крупнейших мировых центров изучения теоретической физики. Уступая размерами Кембриджу и Оксфорду, этот университет, однако, может похвалиться множеством выдающихся сотрудников, признанных лидеров в своих областях науки. Хокинг наслаждался общением, обилием идей, возможностью разобраться в вопросах, которыми он прежде не занимался, и с новой стороны подойти к тем проблемам, над которыми давно уже работал. В Калтехе он познакомился с Доном Пейджем, в ту пору аспирантом, в будущем – одним из самых близких друзей семьи Хокингов. В тот год Стивен и Дон вместе написали работу, в которой сформулировали гипотезу: взрыв первичных черных дыр мог наблюдаться в виде извержения гамма-лучей[145]. Великие соперники Ричард Фейнман и Марри Гелл-Манн также находились в Калтехе, и Хокинг посещал их лекции. Они оба работали на переднем крае физики элементарных частиц, а не в области космологии, но Хокингу для построения теории черных дыр все больше требовались знания об элементарных частицах, и такую возможность он, конечно же, упускать не стал. Вскоре он научится оригинальным образом применять идею Фейнмана о “сумме всех историй”, исследуя различные варианты происхождения вселенной[146]. В тот год в Калтехе побывал и Джим Хартл, знакомый Хокингу по Кембриджу сотрудник Университета Санта-Барбары, и они вместе с Хокингом составили описание излучения Хокинга (о нем рассказано в главе 6)[147].

Этот год Хокинг не безотлучно провел в Пасадене. Перед Рождеством он ездил с коллегой и другом Джорджем Эллисом на конференцию в Даллас, а в апреле его пригласил в Рим папа Павел VI, чтобы вручить ему медаль папы Пия XII, которой награждались “молодые ученые за выдающийся вклад в науку”. Хокингу очень хотелось своими глазами увидеть хранившийся в Ватиканской библиотеке документ – отречение Галилея, под нажимом и угрозой пыток, от своего гениального открытия: Земля вращается вокруг Солнца. Заодно Хокинг посоветовал главе католической церкви принести извинения Галилею, с которым Церковь столь несправедливо обошлась три с половиной столетия назад, и вскоре в самом деле последовали оправдание ученого и официальные извинения.

В Калифорнии Хокинг впервые всерьез задумался над проблемой, которой суждено было на долгие годы развести его кое с кем из коллег: над проблемой потери информации в черных дырах. Позднее мы разберемся точнее, о какой “информации” идет речь, а пока просто представьте себе информацию, связанную со всем веществом, из которого была сформирована черная дыра, и со всем тем, которое провалилось в нее с тех пор, как черная дыра возникла. До какой степени эта потеря невосполнима? Как она отражается на возможности постичь вселенную и делать научные предсказания? В самом ли деле здесь прекращается нормальная работа науки? Написанную в тот год статью Хокинг с вызовом озаглавил: “Сбой физической теории в гравитационном коллапсе”. В окончательном варианте, опубликованном в ноябре 1976 года, Хокинг подобрал вроде бы не столь шокирующее название – пока не вдумаешься: “Сбой предсказуемости в гравитационном коллапсе”[148].

И все время рядом со Стивеном был Кип Торн, коллега и близкий друг, благодаря которому и состоялась эта поездка. В тот год Торн и Хокинг подписали первое свое знаменитое пари (вместо подписи Хокинга – отпечаток большого пальца): они поспорили о том, находится ли в системе двойной звезды Лебедь Х-1 черная дыра.

Ставка: Penthouse против Private Eye

Предыстория этого пари восходит к 1964 году. Тогда Джон Уилер впервые придумал термин “черная дыра”. В тот год Яков Зельдович и его аспирант Октай Гусейнов из московского Института прикладной математики начали прочесывать списки сотен систем двойных звезд, найденных и описанных к тому времени астрономами. Они искали звезды такой массы и плотности, в которых можно было заподозрить черные дыры. Так начался поиск кандидатов на звание черной дыры, очень непростая работа, ведь по природе своей черная дыра остается невидимой для смотрящего в телескоп.

Что такое система двойной звезды и почему именно там решили искать черные дыры? Джон Уилер объяснял это с помощью наглядного сравнения. Представьте себе тускло освещенный бальный зал, все женщины в белых платьях, а мужчины – кто в белом костюме, кто в черном. Глядя сверху на бальный зал и слушая мелодию вальса, мы догадываемся, что все танцуют в парах, но в иных парах различаем только одного из танцоров – одетую в белое женщину.

Двойная система состоит из двух звезд, которые кружатся вместе, как партнеры в вальсе. В некоторых двойных системах удается разглядеть лишь одну звезду. Откуда мы знаем, что их две? В бальном зале по движениям, перемещениям женщины нетрудно угадать, что она танцует с партнером. Так и изучая движение звезд, ученые приходят к выводу, что звезда тут не одинока.

Если видна одна звезда, а движется она так, словно рядом есть и вторая, это еще не значит, что мы имеем дело с черной дырой. Невидимым спутником может оказаться маленькая, тусклая звезда с низкой температурой поверхности – белый карлик или нейтронная звезда. Вычислить массу такой звезды сложно, а не зная массу, трудно судить, является ли объект черной дырой. И опять-таки в 1960-е годы астрономы стали изобретать хитроумные способы получить эти сведения, присматриваясь к движениям видимой звезды.

В 1966 году Зельдович с другим своим коллегой Игорем Новиковым решил, что поиск кандидатов на роль черной дыры нужно вести с помощью и оптического телескопа, и детектора рентгеновских лучей. Рентгеновское излучение указывает на присутствие мощного источника энергии, а один из самых эффективных способов высвободить энергию – “уронить” вещество в черную дыру или на нейтронную звезду. В системе двойных звезд очень плотная звезда или черная дыра притягивает к себе материю от своего партнера. Итак, астрономы пытались отыскать такие пары, в которых одна звезда ярко светит в видимой части спектра, а в спектре рентгеновского излучения остается темной, а другая, напротив, остается темной в видимой части спектра, зато испускает яркие рентгеновские лучи.

Лебедь Х-1 оказалась одной из самых перспективных кандидатур. В этой двойной системе оптически яркая, но не имеющая рентгеновского излучения звезда “вальсирует” вместе с оптически темной, но имеющей сильное рентгеновское излучение звездой. Система находится в нашей галактике, примерно в 6000 световых лет от Земли. Звезды совершают полный оборот друг вокруг друга за 5,6 суток. В оптический телескоп можно увидеть голубой гигант (свет слишком тусклый, чтобы разглядеть его невооруженным глазом). Допплерово смещение спектра указывает на присутствие второй звезды – Лебедь Х-1. Эту звезду невозможно увидеть в оптический телескоп, но на рентгеновском небосводе она одна из самых ярких. Рентгеновское излучение сильно и непредсказуемо колеблется, что обычно происходит, когда вещество падает в черную дыру или на нейтронную звезду. Масса Лебедь Х-1 составляет не менее трех солярных масс; возможно, она превышает семь солярных масс, а наиболее вероятная оценка – 16 солярных масс. Именно эта неточность в оценке массы позволила Хокингу и Торну заключить в декабре 1974 года пари: Лебедь Х-1 казалась вполне вероятным кандидатом на роль черной дыры, но эксперты оценивали эту вероятность лишь в 80 %, допуская, что там может находиться и нейтронная звезда, а не черная дыра.

Условия пари были сформулированы так: если Лебедь Х-1 окажется черной дырой, Хокинг оплатит Торну годичную подписку на Penthouse, если же там нет черной дыры, Торн четыре года будет оплачивать подписку Хокинга на Private Eye. Свою несколько странную позицию в этом споре – он ставил против черной дыры – Хокинг называл “страховкой”: “Я столько трудился, изучая черные дыры, и все зря, если окажется, что они не существуют. Но в таком случае я бы хоть пари выиграл”. Договор поместили в рамочку и повесили на стену в кабинете Торна в Калтехе – дожидаться новых успехов науки, которые прояснят дело.

Увы, по мере того как год в Калифорнии приближался к концу, на Джейн вновь нахлынули неудовлетворенность, депрессия, переживания из-за своей второстепенной роли, которые преследовали ее в Кембридже. Задним числом она пересмотрела свою светскую жизнь в Пасадене и сочла, что бурный вихрь встреч и общения был лишь попыткой заглушить эти проблемы. По мнению Джейн, она слишком легко поддалась лейтмотиву движения за равноправие женщин: мол, каждая дама, не имеющая иного дела, кроме как быть супругой и домохозяйкой, неудачница, ничего не достигшая в жизни[149]. Среди сидевших без работы жен ученых – а именно они и составляли основной ее круг общения – подобные настроения явно давали себя знать. Все эти экскурсии в музеи и галереи, посещения театров показались Джейн теперь лишь жалкими, пусть и из самых добрых побуждений, усилиями как-то компенсировать пустоту их жизни, а заодно и гостью поразвлечь. Одна добрая и внимательная подруга, разглядевшая незаурядную сущность Джейн и, возможно, догадавшаяся о ее заниженной самооценке, подарила ей жемчужную брошь в тот день, когда Стивену вручали Папскую медаль, объяснив, что и Джейн должна получить заслуженную награду[150].

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”[151].

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”[152]. 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”[153]. 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”[154].

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”[155].

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.

Супергравитация n=8

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[156]. 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”[157].

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”[158]. По другим предметам она прекрасно успевала и вдобавок играла на виолончели. Никто не сомневался в ее успехах, как и в успехах ее братьев.

Переполох в мансарде

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[159]. Интуиция редко подводила Стивена, и поиск точности сменился погоней за “максимальной вероятностью, чтобы как можно скорее двигаться дальше, к конечной цели: постичь природу вселенной”[160].

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[161].

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[162].

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”[163]. 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[164]. 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[165].

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[166].

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[167].

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”[168].

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[169].

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[170][171].

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[172]. 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”[173].

Для Хокинга 1981-й стал водоразделом не только потому, что в тот год он поднял вопрос об информационном парадоксе. Тогда же он нашел новый подход к вопросу о том, с чего началась вселенная и как она закончится.

В сентябре на конференции в Ватикане папа Иоанн Павел II, обращаясь к Хокингу и другим ученым, высказал мысль, что, быть может, люди напрасно хлопочут проникнуть в момент Творения: это знание “исходит из Божьего откровения”[174]. Учитывая состояние науки на тот момент – и в особенности идею Хокинга, что вселенная началась с сингулярности, – мало кто решился бы возразить папе. Большинство коллег Хокинга, вероятно, согласились бы с первой частью его высказывания, усомнившись при этом, соизволит ли Господь когда-нибудь выложить карты на стол. Сам Хокинг незадолго до конференции сказал писателю Джону Бослоу: “Вероятность существования вселенной, подобной нашей и возникшей в результате чего-то вроде Большого взрыва, крайне мала. Боюсь, каждый раз, когда мы принимаемся обсуждать происхождение вселенной, от религиозных моментов никуда не деться”[175].

Но папа или его консультанты по науке не приняли во внимание склонность Хокинга оспаривать самого себя. Название доклада, представленного Хокингом на Ватиканскую конференцию, – “Граничные условия вселенной” – отнюдь не предупреждало о том, что он допускает отсутствие “начала”, отсутствие “граничных условий” вселенной, а тем самым не оставляет места и для Творца. Если бы папа и его консультанты об этом знали, они могли бы (образования и научных знаний им для этого хватило бы) провести параллель между новой идеей Хокинга и иудео-христианской концепцией философа Филона Александрийского и христианского мыслителя Августина, по мнению которых Бог – “Аз Есмь” Ветхого Завета – существует вне времени, и для него нет хронологического начала и конца, как мы их понимаем. Такой взгляд на время стал основой концепции Хокинга об отсутствии граничных условий. Для философии и религии подобный взгляд не нов, однако для физики это было нечто неслыханное.

Работа, проделанная Хокингом в конце 1960-х, в докторской диссертации и после защиты, вроде бы доказывает происхождение вселенной из сингулярности, из точки чрезвычайной плотности и бесконечной пространственно-временной кривизны. Об эту сингулярность разбиваются все известные нам законы физики, и в таком случае папа прав: бесполезно даже пытаться проникнуть в момент Творения. Из сингулярности может возникнуть какая угодно вселенная. Невозможно предсказать появление именно такой вселенной, как наша. Именно в этом смысле Хокинг говорил о “религиозных моментах”, которые неизбежно примешиваются к обсуждению происхождения вселенной[176].

Антропный принцип

Почти никто на Земле теперь не думает, что Солнце и другие планеты вращаются вокруг нас. Наука успела также объяснить нам, что вселенная, скорее всего, выглядит одинаково с любого наблюдательного пункта. Иными словами, Земля и мы, ее жители, – отнюдь не центр мироздания.

Но чем глубже мы вникаем в законы мироздания на микроскопическом или макроскопическом уровне, тем сильнее складывается впечатление, будто нужен был какой-то тщательно продуманный план, невероятно сложное согласование всех элементов, чтобы вышла именно такая вселенная, в которой возможно существование людей. В начале 1980-х Хокинг признавался: “С учетом всех вариантов констант и законов, какие могли бы возникнуть, вероятность существования вселенной, породившей жизнь, подобную нашей, крайне мала”[177].

Известно множество примеров мистического “согласования”. Хокинг приводит пример: стоило самую малость изменить заряд электрона, и звезды либо перестали бы давать нам свет, либо не стали бы взрываться сверхновыми, выбрасывая в космическое пространство материал для новых звезд – таких, как наше Солнце – или для планет вроде нашей Земли. Если бы сила всемирного тяготения оказалась слабее, вещество не соединилось бы в звезды и галактики, но галактики и системы планет не сформировались бы и в том случае, если бы сила всемирного тяготения не была самой слабой из всех действующих во вселенной сил. Ни одна современная теория не может предсказать силу всемирного тяготения или заряд электрона. Эти произвольные элементы обнаруживаются только при наблюдении, и они как будто специально в точности подогнаны так, чтобы сделать возможным развитие жизни, которое мы видим на Земле.

Можно ли сделать вывод: Кто-то или Что-то имело нас в виду, создавая все это? Неужто вселенная “подстроена”, неужто это гигантский заговор, единственная цель которого – приуготовить условия для появления разумной жизни? Или так мы упускаем из виду другие, не менее логичные объяснения?

“Мы видим вселенную такой, как она есть, потому что мы существуем”. “Вещи таковы, каковы они есть, потому что мы существуем”. “Будь вселенная устроена иначе, нас бы тут не было, чтобы заметить это”. Все эти высказывания – вариации на тему “антропного принципа”.

Хокинг объяснял антропный принцип так: представьте себе множество разных вселенных, существующих отдельно друг от друга, или пусть это будут разные области одной и той же вселенной. В большинстве этих вселенных (или в большинстве регионов одной и той же вселенной) физические условия препятствуют возникновению разумной жизни. Но в очень немногих вселенных или регионах условия окажутся как раз подходящими для формирования галактик, звезд, солнечных систем, для того, чтобы появились разумные существа, которые будут исследовать вселенную и спрашивать, почему она устроена так, как мы видим. В соответствии с антропным принципом единственный ответ на этот вопрос: потому что, будь вселенная устроена иначе, нас бы тут не было и некому было бы спросить.

Объясняет ли антропный принцип хоть что-нибудь? По мнению некоторых ученых, не объясняет ничего, разве что утверждает, будто “сложное согласование” – на самом деле лишь случайное наше везение. Старая шутка насчет множества обезьян, веками печатающих на машинке: рано или поздно по закону вероятности какая-нибудь из них отпечатает первые строки “Гамлета”. Пусть вероятность возникновения такой вселенной, как наша, крайне мала, при достаточном количестве вселенных среди них должна была найтись и такая.

Исключает ли антропный принцип Бога? Нет, хотя и предлагает объяснение, как могла столь точно пригнанная к нашим нуждам вселенная появиться и без участия Бога.

Джон Уилер считал, что антропный принцип следует расширить. Вероятно, без наблюдателей, способных вывести законы физики, не существовало бы и самих законов физики. В таком случае не было бы и альтернативных вселенных, поскольку вселенная, не допускающая появления наблюдателей, не может существовать.

В таком случае, если мы исчезнем, с нами исчезнет и вселенная? Как только последний зритель покинет театр, рабочие сцены разберут декорации и погасят свет? И если с нами уйдет и память о вселенной, не будет это все равно как если бы она никогда не существовала? Или после того, как мы увидим краткий период ее существования, она обретет возможность существовать далее уже без нас?

Некоторые ученые проводят параллель между этой концепцией “зависимой от наблюдателя” вселенной и восточным мистицизмом, идеями, которые отмечаются в индуизме, буддизме и даосизме. От Хокинга они сочувствия не дождутся. “Вселенная восточного мистицизма – иллюзия, – говорит он. – Если физик отождествляет с ней свою работу, он тем самым предает физику”[178].

Тем не менее, хотя автором антропного принципа Хокинг не был, его имя часто звучит в связи с этой концепцией, как и имена некоторых его коллег, в первую очередь Брэндона Картера. Этот ученый, работавший с Хокингом в середине 1960-х, вместе с ним пытался в 1972 году опровергнуть идеи Бекенштейна о черных дырах и энтропии. Хокинг, как и большинство его коллег, искренне надеялся, что антропный принцип не превратится в единственное объяснение того, почему наша вселенная выглядит именно так, а не иначе. “Было ли это лишь удачным стечением обстоятельств? – вопрошал Хокинг. – Но ведь такой ответ – капитуляция, отказ от надежды когда-либо постичь лежащий в основе вселенной порядок”[179]. Его слова оказались пророчеством.

А папа римский сказал, что этот порядок непостижим. Антропный принцип предлагал считать, что так выпали кости (одна редчайшая комбинация из бесчисленных возможностей – нам невероятно повезло). Кто-то обсуждал, может ли Господь менять свой замысел и подкручивать законы вселенной, как Ему заблагорассудится. Но Хокинг полагал, что всемогущему Богу не понадобится ничего менять. Он продолжал верить в законы, существующие с того момента, который мы именуем началом или творением, – эти законы сделали нашу вселенную такой, какова она есть, и эти законы мы вполне в состоянии постичь. Хокинг хотел разобраться в этих законах. А для этого требовалось разрубить гордиев узел – сингулярность.

Пройдет еще несколько лет, прежде чем Хокинг окончательно поймет, как совершить сей подвиг. А пока что, в октябре 1981 года, после визита в Ватикан, он пытается всмотреться в начало вселенной сквозь призму новой теории, “теории инфляции”.

Отголоски Большого взрыва

В 1960-х все играло на руку сторонникам теории Большого взрыва. В 1964–1965 годах был сделан особенно значимый шаг в изучении истории вселенной, шаг к выбору между двумя конкурировавшими теориями – Большого взрыва и стационарного состояния. То был один из сравнительно редких случаев в науке, когда ценные факты обнаруживаются там, где их никто не искал. История этого открытия превратилась в легенду. В лаборатории Белла в Нью-Джерси была установлена антенна для подсоединения к передающим спутникам “Эхо-1” и “Телестар”. Фоновый шум, улавливаемый антенной, мешал приему сигналов из космоса. Антенну подкрутили, наладили, работавшие с ней ученые постарались сосредоточиться на сигналах, перекрывавших шум. Да, эти звуки раздражали, но большинство сумело от них отрешиться. Однако Арно Пензиас и Роберт Уилсон обратили внимание именно на шум.

Пензиас и Уилсон заметили, что уровень шума остается постоянным, в каком бы направлении они ни разворачивали антенну. Значит, источником не была атмосфера Земли, иначе шум бы возрастал, когда антенна поворачивалась к горизонту, – так давление атмосферы возрастало по сравнению с тем, которое действовало на антенну, повернутую вертикально вверх. Шум исходил либо из-за границ атмосферы, либо от самой антенны. Пензиас и Уилсон подумали: а вдруг виной всему голуби, устроившие на антенне свое гнездо? Но и после того, как гнездо сняли и вычистили голубиный помет, шум не унимался.

Другой радиофизик, Бернард Берк, узнал о проблеме, с которой столкнулись Пензиас и Уилсон, но, в отличие от них, он был также знаком с работой Роберта Дикке из Принстона. Дикке настраивал антенну для поисков излучения, сохранившегося почти что с начального периода существования вселенной, с той поры, когда – если верить теории Большого взрыва – вселенная все еще была очень горячей. В 1940-х годах эмигрант из России Георгий Гамов и американцы Ральф Альфер и Роберт Герман высказали предположение, что реликтовое излучение все еще ощутимо, хотя к нашему времени его температура не превышает пяти градусов выше абсолютного нуля. Берк свел Пензиаса и Уилсона с Дикке, и вместе они пришли к выводу, что Пензиас и Уилсон случайно наткнулись на то самое излучение, которое пытался отыскать Дикке.

Открытие космического микроволнового фонового излучения (таков был его полный титул, сокращенно CMBR) оказалось мощным аргументом в пользу теории Большого взрыва, ибо, согласно этой теории, вселенная некогда была гораздо плотнее и горячее, нежели теперь. Хокинг и Джордж Эллис написали в 1968 году статью о том, как много это открытие значит для подтверждения теории Большого взрыва[180]. Но вместе с тем появилась и проблема. При повторных замерах, проводившихся на максимальном удалении от Земли, температура излучения оказалась повсюду одинаковой. В CMBR отсутствовали незначительные колебания, которые могли бы привести к формированию наблюдаемых ныне структур.

Однако эта проблема казалась незначительной, тем более на фоне все новых подтверждений в пользу теории Большого взрыва. Выяснилось, например, что квазары, которые физики-теоретики считали начальной стадией формирования галактик, располагаются лишь на огромных расстояниях от Земли. Если бы теория стационарного состояния была верна – а она предполагает постоянное расхождение галактик, причем зазоры между ними заполняются новыми галактиками, – то квазары должны были бы равномерно распределяться и вдали от нас, и поблизости. Но это не так. Огромная удаленность квазаров от Земли (в пространстве, а значит, и во времени) означает, что они возникали только в ту пору, когда вселенная была намного моложе. Эта стадия формирования галактик относится лишь к давнему прошлому, а в более поздние эпохи в истории вселенной отсутствует – не отмечается и теперь.

Еще один гвоздь в гроб теории стационарного состояния был забит в 1973 году. С помощью воздушных шаров физики из Беркли убедились, что спектр космического микроволнового фонового излучения совпадает со спектром, предсказанным теорией Большого взрыва. Также данные исследования избытков элементов в Млечном Пути и в других галактиках совпали с данными, предсказанными теорией Большого взрыва.

И все же в 1970-х в теории Большого взрыва оставались неразрешенные противоречия. Хотя в это время Хокинг главным образом сосредоточился на изучении черных дыр, вопрос о происхождении вселенной неизменно его волновал, да и его коллеги в разных странах мира ломали голову над тем, как устранить проблемы, возникавшие в связи с теорией Большого взрыва. Эти проблемы получили названия “проблема горизонта”, “проблема плоскостности” и “проблема гладкости”.

Проблема горизонта заключается в том, что космическое микроволновое фоновое излучение оказалось одинаковым по всем направлениям и в областях вселенной, столь отдаленных друг от друга, что излучение никак не могло поспеть из одной области в другую даже в первые доли секунды после Большого взрыва, когда они еще только разлетались в разные стороны. Интенсивность излучения в этих областях до такой степени идентична, что напрашивается мысль: они каким-то образом обменивались энергией и пришли к равновесию. Но как?

Проблема плоскостности связана с вопросом, почему вселенная давно уже не пережила коллапс и не вернулась обратно в точечное состояние или же почему центробежное движение не оказалось слишком стремительным и не помешало гравитации стянуть вещество воедино для формирования звезд. Уму непостижимо, как наша вселенная ухитрилась найти золотую середину между двумя губительными крайностями. Для этого выделенная Большим взрывом энергия центробежного движения и сила всемирного тяготения должны были быть практически равны. Через 10^–43 секунды после Большого взрыва (в числителе единица, в знаменателе 43 нуля после единицы) они должны были отличаться не более чем на единицу, деленную на 10⁶⁰ – на единицу с шестьюдесятью нулями.

И в-третьих, проблема гладкости. Судя по идентичности CMBR во всех направлениях, вселенная в самом своем начале была гладкой, без комков, бугров, складок, каких-либо аномалий. И это стало главной головной болью для астрофизиков – “недостающим звеном” теории Большого взрыва: если в ту эпоху, от которой до нас дошло реликтовое излучение, вселенная была до такой степени однородной, как потом, миновав возраст в 300 тысяч лет, она вдруг сделалась столь разнообразной, “ухабистой”, породив и большие сгустки материи вроде звезд, галактик, кластеров, планет, и малые вроде нас с вами? Почему реликтовое излучение не сохранило и намека на ранние стадии такой дифференциации?

Если эта проблема кажется вам не такой уж важной, вспомните принцип демократии Уилера: чем ближе друг к другу находятся частицы, тем сильнее их взаимное притяжение. Если все частицы вещества во вселенной находятся на одинаковых расстояниях друг от друга и нет областей, в которых они скапливаются хоть чуть плотнее, то на каждую частицу действует одинаковое притяжение со всех сторон и ни одна из них не подвинется к другой. У исследователей выходило, что вначале вселенная представляла собой именно такого рода кристаллическую решетку: вещество распределялось в ней столь равномерно, что никогда бы не стронулось с места и не образовало бы ту вселенную, которую мы наблюдаем.

К середине 1970-х, когда Хокинг впервые приехал в Калифорнийский технологический, никому из физиков-теоретиков не удалось устранить ни один из этих камней преткновения.

Спасительная инфляция

В конце 1970-х молодой физик, специалист по частицам Алан Гут, сотрудник Стэнфордского линейного ускорителя, решился внести в историю вселенной, как ее представляли себе на тот момент космологи, существенные изменения. Он сразу же понял, что напал на золотую жилу, и записал в своем блокноте: “ОШЕЛОМЛЯЮЩЕЕ ОСОЗНАНИЕ” – и дважды обвел эти слова кружком. Открытие Гута блестяще разрешило проблемы теории Большого взрыва, а заодно наметило для вселенной возможность сделаться в итоге такой, какой мы ее видим, причем для этого не требовалось сверхточной подгонки начальных условий.

Гут предположил, что вселенная вначале пережила краткий период невероятно быстрого роста, а потом “замедлилась” и продолжала расширяться уже с той скоростью, какую мы регистрируем и сейчас. Именно мысль о “замедлении” принципиально отличает концепцию Гута от прежних. Гут нашел выход из уравнений Эйнштейна, по которым получалось, что расширение вселенной должно ускоряться во все время ее существования или же расширение начинается с замедления, но потом ускоряется и никогда уже не перестает ускоряться. Вселенная, по версии Гута, переживала только краткий период ускоренного расширения – в своем младенчестве.

Гут расчислил процесс, в котором вселенная всего через 10^–30 или менее секунды после Большого взрыва (единица, деленная на 1 с тридцатью нулями) подверглась действию мощной силы отталкивания, и эта сила очень короткое время представляла собой космологическую константу – ту самую константу, о которой думал Эйнштейн, пока не отверг эту идею. В течение кратчайшей доли секунды эта сила ускоряла центробежное расширение, происходила стремительная “инфляция” размеров вселенной от размеров меньше протона в ядре атома до примерно мяча для гольфа.

За тридцать с лишним лет, с тех пор как Гут выдвинул свою гипотезу, физики продолжали работать с ней, создавать новые версии, пытаясь установить, как и почему мог произойти такой процесс. Чтобы хоть как-то это понять, придется для начала поработать с терминологией.

Начнем с нарушения симметрии. Простейший пример: упираем палку вертикально в землю и отпускаем. Она может упасть в любом направлении – действующее на нее притяжение Земли “симметрично”, оно не задает определенного направления падения. Все направления равновероятны. Тем не менее палка упадет определенным образом, а не во все стороны сразу. Когда палка падает, симметрия нарушается. В “Краткой истории времени” Хокинг приводил другой пример: колесо рулетки. Крупье раскручивает колесо, шарик вращается – ситуация “симметрична”. Постепенно колесо сбавляет ход, уменьшается скорость (высокая энергия) движения шарика. И наконец выпадает конкретное число. Симметрия нарушается[181].

Объясняя различие между “псевдовакуумом” и “истинным вакуумом” – оба эти понятия используются для объяснения инфляции, – физики проводят сравнение с мужской шляпой, у которой имеются поля и небольшое углубление сверху. Если положить в это углубление шарик, он закатится в самую низкую точку углубления. Это не будет нижняя точка шляпы – лишь самая низкая точка наверху шляпы. Так и элементарные частицы временно “закатываются” на различные энергетические уровни. Эти места для отдыха и есть “псевдовакуум”. Тряхните шляпу, подкиньте к первому шарику второй, который его толкнет, и шарики скатятся с вершины шляпы на поля. Поля в этой аналогии – “истинный вакуум”. Самый низкий энергетический уровень, возможный в данной системе.

Что-то в таком роде, вероятно, происходило, когда остывала вселенная. Часть вещества начала переходить в новое состояние, с более низким уровнем энергии, высвобождая при этом отрицательную гравитацию, центробежную силу, которая и вызвала стремительно ускоряющееся расширение – инфляцию. Но – возвращаясь к нашей шляпе – ведь не все шарики катятся разом. Как и куда они покатились, как быстро, как перевалили с вершины шляпы (или провалились вовнутрь) – эти вопросы уже десятки лет мучают космофизиков. Но в одном почти все согласны: инфляция имела место. Инфляция вошла в “стандартную модель”.

Еще одно нужное нам выражение – “фазовый переход”. Повседневный пример фазового перехода – замерзание воды (кстати, тут тоже происходит нарушение симметрии). Понизьте достаточно быстро температуру, и образуются ледяные кристаллы. Вместо одинаковой во все стороны воды – нечто уже не столь симметричное. Каждый кристалл занимает определенное положение – такое, а не другое, – и кристаллы выстраиваются в определенном направлении – таком, а не другом. Симметрия нарушается. Но если понижать температуру воды очень осторожно, то удастся проскочить точку замерзания без образования льда, без нарушения симметрии. Это называется “сверхохлаждение”. В природе это происходит, если зимой идет дождь – капли остаются жидкими, проходя через воздух, хотя воздух и холоднее точки замерзания, но стоит капле удариться о дерево или о мостовую, как она тут же замерзает.

Теория Алана Гута основывается на предположении, что сразу после Большого взрыва вселенная была очень горяча, все частицы двигались на большой скорости, с огромными запасами энергии. Четыре силы природы, которые мы перечислили в главе 2, – гравитация, электромагнетизм, сильные ядерные взаимодействия и слабые ядерные взаимодействия – в тот момент были все вместе, не дифференцировались и составляли одну сверхсилу. Вселенная слегка расширилась, слегка остыла. Немного уменьшилась энергия частиц, и, по мере того как вселенная остывала, силы высвободились и отделились друг от друга. Их первоначальная симметрия нарушилась. Одна за другой они “замерзали”. Это случилось не одномоментно, поскольку происходило сверхохлаждение. Это было похоже на фазовый переход, и какие-то части вселенной прошли его в виде “пузырей”, то есть в них тоже температура упала ниже какого-то “нуля” (аналогичного точке замерзания воды), но симметрия сил не была нарушена. В результате вселенная вошла в нестабильное состояние сверхохлаждения с бо́льшим запасом энергии, чем остался бы у нее, если бы уже была нарушена симметрия сил.

Пузыри, шарики, шляпы, замерзающая вода… проще говоря, поясняет Хокинг, суть теории инфляции сводится к тому, что в этот краткий промежуток времени все области вселенной – и те, где частиц оказалось больше среднего, и те, где их было меньше, – расширялись с невероятной скоростью, превышавшей скорость света. Даже там, где частиц скопилось больше среднего и, казалось бы, сила всемирного тяготения должна была бы притянуть их друг к другу, она не успевала этого сделать. Частицы вселенной удалялись друг от друга, и состояние вселенной изменилось: вселенная все еще расширялась, но ее частицы оказались далеко друг от друга. Расширение сглаживало нерегулярности, то есть современный вид вселенной, единой и схожей по всем направлениям с любой наблюдательной точки, мог развиться из самых разных начальных состояний. Скорость расширения оставалась близка к критической, и таким образом решается “проблема плоскостности” – и для этого не требуется единственная точно подобранная начальная скорость[182].

Но каким же образом расширение вновь замедлилось? Подобно каплям дождя, которые пытаются остаться жидкими, но вынуждены в итоге замерзнуть, вселенная тоже должна была завершить временно приостановленный фазовый переход. Гут предполагал, что при суперохлаждении в среде ненарушенной симметрии формируются пузыри нарушенной симметрии, и эти пузыри растут, соединяются друг с другом, и так постепенно вся система переходит в новое состояние нарушенной симметрии, и дальше вселенная расширяется примерно так, как мы это наблюдаем теперь.

В этой теории имелся один существенный изъян. Пузыри расширялись бы так быстро, что сталкивались бы друг с другом, и в результате возникали бы нерегулярности, плотность повсюду оказалась бы разной, скорость расширения в одной части вселенной заметно отличалась бы от скорости в другой. Из такого состояния никогда бы не возникла наша вселенная.

Тем не менее Гут решился опубликовать свою гипотезу. Не стоило отказываться от столь многообещающего решения из-за одной нестыковки, с которой, он был уверен, либо он сам, либо другие ученые сумеют разобраться. Зато его гипотеза устраняла все проблемы теории Большого взрыва: видимая нами вселенная могла возникнуть из столь малой “области”, что до инфляции она успела достичь равновесия. За период разбегания дисбаланс между центробежной энергией и притягивающей частицы вещества друг к другу силой всемирного тяготения должен был выровняться. В особенности радовало предсказание, что инфляция породит области со слегка большей и слегка меньшей плотностью – семена будущих галактик. Техника наблюдения за космическим микроволновым фоновым излучением еще не умела обнаруживать эти “отклонения плотности”, но Стивен Хокинг и его коллеги думали об этом и о проблеме гладкости с середины 1970-х, с тех самых пор, как Уилсон и Пензиас зафиксировали CMBR. Станет ли инфляция тем самым ответом, который напряженно искали космофизики?

Хокинг, как и сам Гут, не был вполне удовлетворен. Его смущало не то, что пузыри могли столкнуться и в итоге породить хаос вместо гладкой вселенной, а другое соображение: на стадии инфляции скорость расширения оказалась бы слишком большой и эти пузыри нарушенной симметрии вообще не успели бы соединиться. Хокинг полагал, что их слишком быстро разнесло бы в разные стороны, даже если бы эти пузыри росли со скоростью света. В результате должна была появиться вселенная, где симметрия четырех сил местами нарушена, а местами нет, – отнюдь не наша вселенная. С этой мыслью Хокинг в октябре 1981 года отправился на Московскую конференцию.

Дискуссия в Москве

Советский физик Андрей Линде, выпускник МГУ и сотрудник Института имени Лебедева, в тридцать три года впервые встретился со Стивеном Хокингом на Московской конференции при довольно-таки драматических обстоятельствах.

За несколько лет до того, как Гут опубликовал гипотезу расширяющейся вселенной, Линде и сам думал в том же направлении, однако не торопился обнародовать свои мысли, понимая скрытые в этой гипотезе проблемы. Гут тоже видел эти проблемы, но его это не смутило, и он отважно – и, как выяснилось, весьма благоразумно – опубликовал свою работу и таким образом опередил Линде. Несмотря на поздний старт, Линде вскоре нагнал упущенное и возглавил группу космофизиков, разрабатывавших теорию инфляции. В 1990-х Линде станет заметной фигурой в Стэнфорде – помимо всего прочего, он будет демонстрировать чудеса магии, акробатики и гипноза. Но к первой их московской встрече Линде был еще не слишком известным ученым, он не печатался на Западе и не бывал ни в Европе, ни в Америке, а Стивен Хокинг был уже знаменитостью.

Линде и Хокинг выступали на Московской конференции с докладами. Хокинг поделился своим беспокойством по поводу инфляции: он пришел к выводу, что отклонения плотности оказались бы слишком заметными и в результате не могла бы возникнуть известная нам вселенная. Линде рассказал о том, как он за лето успел найти способ решить проблемы, имевшиеся в первоначальной модели инфляции Гута (и его собственной). Поскольку в Советском Союзе любая публикация затягивалась из-за цензуры, статья Линде о “новой теории инфляции” вышла в свет лишь в начале 1982 года. На конференции у Линде не было возможности обсудить свои идеи с Хокингом, но уже по окончании мероприятия обстоятельства свели их. На праздновании шестидесятилетия Хокинга в 2002 году Линде весьма живо изобразил события того вечера – сперва ужаснувшие его, но в итоге обернувшиеся успехом[183].

Московский Астрономический институт имени Штернберга пригласил Хокинга выступить с лекцией на следующий день после закрытия конференции. Хокинг решил еще раз обсудить изъяны теории Алана Гута. В самый последний момент в переводчики пригласили Линде, свободно владевшего английским языком. В это время Хокинг уже делал все свои доклады через учеников, а сам слушал их выступление, изредка вставляя комментарий или что-то исправляя, но это выступление почему-то не было организовано таким образом и, по воспоминаниям Линде, свелось к мучительному двойному переводу: Хокинг произносил нечто неразборчивое, его аспирант пытался понять и повторить ту же фразу на нормальном английском, а Линде переводил на русский. Все это с черепашьей скоростью. Зато Линде, прекрасно разбиравшийся в теме, стал кое-что добавлять от себя. Хокинг произносил фразу – студент повторял – Линде переводил и комментировал, избавляя Хокинга от необходимости пояснять свои слова. Хокинг вроде бы не возражал, и дело шло гладко и споро, пока не добрались до теории инфляции в неисправленном виде.

И тут настал момент, когда Линде, к своему изумлению, через посредство аспиранта услышал от Хокинга, что Андрей Линде недавно “предложил интересный способ разрешить проблемы теории инфляции”[184]. Линде с радостью перевел эти слова на русский. Сейчас ведущие физики Союза услышат, как Стивен Хокинг толкует его, Линде, теорию! Он уже видел свое блестящее будущее в науке… но видение продлилось лишь несколько секунд. Хокинг принялся разбирать идею Линде по косточкам. Полчаса – тридцать тяжких и мучительных минут – Линде “переводил Стивена и объяснял всей аудитории изъяны моего сценария и почему он никуда не годится”[185]. Под конец лекции Линде собрался с духом и заявил аудитории, что перевести-то он перевел, но сам с Хокингом не согласен, и объяснил, почему не согласен. Затем он предложил Стивену продолжить спор с глазу на глаз. Возможно, Хокинг понял это как “выйдем, поговорим”, но они отыскали пустой кабинет, и пока администрация института в панике разыскивала “таинственно исчезнувшего знаменитого британского ученого”[186], Хокинг и Линде продолжали свой спор. Они проговорили два часа, а затем перебрались в гостиницу к Хокингу и там спорили дальше. Постепенно позиции Линде укрепились. “Он показал мне фотографии своих детей и пригласил меня в Кембридж. То было начало прекрасной дружбы”[187].

Хокинг имел все основания возражать против “новой инфляции” Линде. Проблема заключалась в том, что пузыри нарушенной симметрии не смогут соединиться, решение – предположить настолько большой пузырь, чтобы в нем поместилось все то, из чего потом разовьется наша область вселенной. Чтобы это оказалось возможно, переход от симметрии к нарушенной симметрии должен был осуществляться внутри пузыря намного медленнее. По мнению Хокинга, в “новой инфляции” пузыри окажутся чересчур большими – больше, чем была в тот момент вся вселенная. Кроме того, теория Линде предсказывала значительно бо́льшие колебания температуры микроволнового фонового излучения, нежели те, что удавалось наблюдать.

Вскоре после Московской конференции Хокинг отправился в Филадельфию, где ему вручили медаль имени Бенджамина Франклина за работу в области физики. Произнося торжественную речь, Хокинг отказался от строго научной темы и заговорил о том, что всегда волновало его и Джейн, – о том, что, накапливая груды ядерного оружия, СССР и США ставят под угрозу жизнь на Земле. Еще в 1962 году Джейн Уайлд услышала от Дайаны Кинг: “Он участвует в маршах за ядерное разоружение”. Хокинг все еще участвовал в этих маршах.

Однако, вернувшись в Кембридж, Хокинг вновь втянулся в спор об инфляции. К нему обратились из журнала Physic Letters с просьбой отрецензировать готовившуюся к публикации статью Линде[188]. Несмотря на изъяны в теории, о которых Хокинг беседовал с Линде, Хокинг рекомендовал статью к публикации[189]. Это была важная работа, научному сообществу следовало познакомиться с ней, а если бы Линде пришлось пересматривать статью и вносить поправки, процесс затянулся бы из-за советской цензуры. В то же время Хокинг вместе со своим аспирантом Иэном Моссом подал собственную статью, в которой предлагал более правдоподобное, на его взгляд, завершение периода инфляции: если симметрия нарушается (нарушается медленно, как предполагал Линде) не только в пузырях, но и повсюду, то в результате возникает та единообразная вселенная, в которой мы живем[190]. Поскольку во всем мире шла интенсивная работа по этим направлениям, Хокинг вместе с коллегой по DAMPT Гэри Гибсоном задумал организовать следующим летом семинар, главным образом посвященный теории инфляции. Сверхкомпетентная секретарша Хокинга Джуди Фелла уже занялась подготовкой.

В январе 1982 года Хокингу исполнилось сорок лет. Такого возраста он не надеялся достичь, но и сверх того было что отпраздновать: на Новый год Хокинга включили в списки награжденных, и он сделался Командором ордена Британской империи. На церемонии награждения в Букингемском дворце (она состоялась 23 февраля) отцу помогал Роберт. Теперь после фамилии Хокинга красовались буквы CBE.

Заставить инфляцию работать

С 21 июня по 9 июля 1982 года творцы теории инфляции наконец-то собрались вместе в Кембридже, на Наффилдский семинар по очень ранней вселенной. Из России приехал Андрей Линде. В семинаре участвовали Алан Гут и Пол Штейнхардт из Университета Пенсильвании. Штейнхардт и его коллега Андреас Альбрехт независимо от Линде одновременно выдвинули очень похожую теорию “новой инфляции”[191]. Хокинг тоже внес вклад в работу конференции, доказав, что высокая температура вселенной в период инфляции с неизбежностью ведет к небольшим отклонениям плотности[192].

В конце лета Хокинг вновь слетал в Калифорнию, на этот раз в Санта-Барбару, провел несколько недель в новом Институте теоретической физики при Калифорнийском университете. Там работал Джим Хартл, и двое ученых подробно обсудили идею, которую Стивен выдвинул в сентябре 1981 года на конференции в Ватикане. Всеобщее увлечение теорией инфляции отодвинуло на второй план гипотезу об отсутствии начальных условий, однако Хокинг не переставал думать и над ней. За следующие два года они с Хартлом довели эту гипотезу до рабочего состояния.

Первоначально, в 1974 году, предположение Хокинга об излучении черных дыр было встречено скептически, но, как мы видели, постепенно большинство физиков признали эту мысль отнюдь не глупой. Если основные понятия общей теории относительности и квантовой механики верны, черные дыры просто обязаны иметь излучение, как всякий раскаленный объект. Первичных черных дыр пока обнаружить не удалось, но если бы они отыскались и оказалось, что они не испускают гамма-лучи и рентгеновские лучи, физики были бы неприятно озадачены.

Вспомним еще раз, какие частицы испускает черная дыра согласно теории Хокинга. На горизонте событий появляется пара частиц. Частица с отрицательной энергией падает в черную дыру. Поскольку ее энергия отрицательна, она не добавляется к энергии черной дыры, а вычитается из нее. Что происходит с энергией? (Мы же не допускаем, чтобы энергия попросту исчезла из мира.) Энергия уносится во внешний мир вместе с положительно заряженной частицей (см. главу 6).

В итоге, как вы помните, черная дыра теряет массу, и ее горизонт событий съеживается. Для первичной черной дыры история может закончиться тем, что она полностью исчезнет, и ее гибель, вероятно, будет сопровождаться весьма впечатляющим фейерверком. Но как может что-то выходить за пределы черной дыры, если из черной дыры ничего не исходит? То была одна из величайших детективных загадок на манер “запертой комнаты”, и сыщик С. Х. разгадал ее.

Вслед за идеей, что вещество в черной дыре, быть может, не приходит к абсолютному концу времени, стягиваясь в сингулярность, появилось подозрение насчет другой сингулярности, той, которую Хокинг поместил в начале времени. Квантовая теория открывала новые возможности: при Большом взрыве сингулярность могла быть и “размазана”, как выражался Хокинг. Значит, дверь не так уж плотно захлопнулась у нас перед носом.

Хокинг припомнил схожую проблему, с которой квантовой теории удалось справиться ранее. Проблема была связана с атомной моделью Резерфорда: “Модель предполагала, что вокруг центрального ядра вращаются электроны, словно планеты вокруг Солнца. И тут имелось затруднение” (вернитесь к рис. 2.1). “Классическая теория предсказывала, что движение электрона вызывает излучение световых волн. Эти волны отнимают у электрона энергию, и потому он по спирали спускается все ближе к ядру, пока не столкнется с ним”[193]. Что-то в этой картине было неладно, ведь атомы не переживают подобный коллапс.

Спасла квантовая механика с ее принципом неопределенности. Невозможно одновременно установить и точную позицию, и точное движение электрона. “Если бы электрон упал на ядро, и его позиция, и характер движения были бы точно определены, – напоминает Хокинг. – Однако квантовая механика предсказывает отсутствие у электрона точно определенной позиции: вероятность обнаружить его размазана по определенной области вокруг ядра”. Электроны не спускаются внутрь по спирали и не падают на ядро. Атомного коллапса не происходит.

Согласно Хокингу, “предсказание классической общей теории относительности о сингулярности беспредельной плотности на момент Большого взрыва сродни предсказанию классической теории [о падении электрона на ядро]”[194]. Утверждать, будто в момент Большого взрыва все находилось в одной точке бесконечной плотности или в черной дыре, – значит измерять с большей точностью, чем допускает принцип неопределенности. Хокинг полагал, что принцип неопределенности “размажет” предсказанные общей теорией относительности сингулярности, подобно тому как размазано положение электрона. Не происходит коллапса атома – и аналогично, подозревал Хокинг, не было и сингулярности в начале вселенной, нет ее и внутри черной дыры. Да, космос был тогда сжат до предела, и все же не в точку бесконечной плотности.

Общая теория относительности предсказывала, что внутри черной дыры и в момент Большого взрыва искривление пространства-времени достигает бесконечности. Если этого не происходит, то Хокингу оставалось вычислить, “какую форму пространство и время принимают вместо точки бесконечной кривизны”[195].

Когда время – это время, а пространство – это пространство

Если эта подглавка покажется вам чересчур сложной, можете ее смело пропустить. Чтобы постичь теорию Хокинга, нет надобности вникать в каждое слово, но вам будет интереснее, если вы в этом разберетесь. Разумеется, уравнения, к которым прибегал Хокинг, гораздо сложнее этого упрощенного рассказа, и, наверное, чтобы вполне понять теорию Хокинга, надо было бы вникнуть еще и в его математику.

Рис. 10.1. Кейтлин в пространстве-времени.

Теория относительности соединяет пространство и время. Получается четырехмерное пространство-время: три измерения пространства и одно – времени. Посмотрите, как выглядит диаграмма пространства-времени. Рисунок 10.1 я однажды набросала, изобразив свою дочку Кейтлин по пути из школьного класса в столовую. Вертикальная линия слева отражает ход времени. Любая точка графика отражает позицию в пространстве и момент времени. Присмотритесь, как это устроено.

Сначала, в 12.00, Кейтлин изображена в классе за партой. Она сидит спокойно, перемещаясь только во времени, но не в пространстве. На рисунке разворачивается короткая цепочка Кейтлин, перемещающихся во времени. В 12.05 звенит звонок. Кейтлин направляется в столовую. Ее парта продолжает перемещаться во времени, оставаясь неподвижной в пространстве, Кейтлин же теперь двигается и во времени, и в пространстве. В 12.07 она останавливается завязать шнурок. Минуту она движется во времени, но не в пространстве. В 12.08 она возобновляет движение по направлению к столовой и теперь шагает чуть быстрее, а то, пока дойдет, все расхватают. В 12.15 она входит в столовую. Мы проследили “мировую линию” Кейтлин, как выразился бы физик.

Эта диаграмма пространства-времени – всего лишь набросок. Составляя настоящую диаграмму пространства-времени, физики используют специальную единицу, объединяющую время и пространство, например, метр времени. (Метр времени – это очень малая доля секунды, меньше миллиардной доли, – время, за которое фотон, движущийся со скоростью света, проходит один метр.) На такой диаграмме объект, проходящий четыре метра пространства за четыре метра времени, будет представлен линией, проходящей под углом в 45 градусов к осям. Это график движения со скоростью света – например, фотона (рис. 10.2).

Если за четыре метра времени объект проходит три метра пространства, его скорость составляет три четверти скорости света (рис. 10.3а). И наоборот, четыре метра пространства за три метра времени означало бы превышение скорости света, что недопустимо.

Рис. 10.2. На графике пространства-времени метр служит мерой и времени, и пространства. Если объект проходит четыре метра в пространстве и четыре метра во времени, его “мировая линия” идет под углом 45 градусов к осям пространства и времени. Такова мировая линия фотона и любого объекта, движущегося со скоростью света.

Рис. 10.3a. На графике пространства-времени представлена мировая линия объекта, проходящего три метра в пространстве и четыре метра во времени, то есть движущегося со скоростью три четверти скорости света.

Рис. 10.3b. Мировая линия объекта, проходящего четыре метра в пространстве и три во времени. Если расстояние, преодоленное в пространстве, превышает расстояние во времени, то объект движется со скоростью выше скорости света (не допускается).

Рис. 10.4. График пространства-времени представляет два одновременных события (X и Y), которые происходят на некотором расстоянии друг от друга в пространстве. В тот момент, когда эти события происходят, они не знают друг о друге, потому что узнать друг о друге в тот же момент они могли бы, только если бы информация распространялась быстрее, чем со скоростью света, то есть ее мировая линия проходила бы под углом больше 45 градусов, а это в нашей вселенной не допускается.

На следующем рисунке (рис. 10.4) изображены два одновременных события. В тот момент, когда эти события происходят, они не знают друг о друге, поскольку для того, чтобы они друг о друге узнали, потребовалась бы мировая линия информации, проходящая под прямым углом к оси времени, иными словами, информация должна была бы распространяться со скоростью, превышающей скорость света. Однако ничто не может развивать скорость, превышающую скорость света, и даже мировая линия света проходит под углом 45 градусов к осям.

Теперь поговорим о “длине” мировой линии. Как выразить эту длину – “протяженность”, учитывающую все четыре измерения?

Рассмотрим мировую линию объекта, который движется намного быстрее Кейтлин. Объект на рисунке 10.5 проходит четыре метра пространства и пять метров времени, то есть его скорость составляет четыре пятых скорости света. Расстояние, которое этот объект проходит в пространстве, обозначено на рисунке пунктирной линией, которую мы будем рассматривать как одну из сторон треугольника (сторона А). Путь во времени на том же рисунке обозначен линией, которую мы примем за другую сторону треугольника (сторона B). Так мы получили два катета прямоугольного треугольника, а гипотенуза (сторона С) и есть мировая линия движущегося объекта.

Все мы со школьных лет помним, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Квадрат 4 (сторона А) – 16, квадрат 5 (сторона B) – 25. Сумма 16 + 25 равна 41. Таким образом, длина стороны С, то есть гипотенузы, равна квадратному корню из 41.

Не пытайтесь вычислить квадратный корень из 41. Это уже другая проблема – если бы мы продолжали и тут применять школьную геометрию, нам пришлось бы вычислять иррациональный корень из 41. Но в пространстве-времени все устроено иначе, и квадрат гипотенузы (стороны С) не равен сумме квадратов катетов: он равен их разности. Рассматриваемый объект проходит четыре метра в пространстве (сторона А треугольника) и пять метров во времени (сторона B). Квадрат 4–16, квадрат 5–25. Разность 25–16 равна 9. Квадратный корень из 9–3. Итак, третья сторона треугольника, сторона С, мировая линия движущегося объекта, имеет в пространстве-времени длину три метра.

Рис. 10.5. В прямоугольном треугольнике расстояние в пространстве обозначено катетом А, расстояние во времени катетом В, а мировая линия в пространстве-времени – гипотенузой С.

Теперь представим себе, что наш объект – человек и на руке у него часы. Часы покажут эту длину (три метра времени) как “время”. На рисунке 10.6 Лорен остается неподвижна в пространстве, пока ее часы отсчитывают пять часов. Ее брат-близнец Тим движется со скоростью четыре пятых скорости света, и для него, пока у Лорен проходит пять часов, проходит всего три часа. Тим разворачивается и возвращается, вновь отсчитав три часа, пока Лорен отсчитывает пять. Теперь, когда они встретятся, Тим окажется чуть-чуть моложе своей сестры-близнеца. Это один из замечательных парадоксов вселенной, которым научил нас Эйнштейн.

Тим три часа (по своим часам) летит в космосе со скоростью четыре пятых скорости света. Его сестра-близнец Лорен остается дома и не путешествует в пространстве. На часах Лорен проходит десять часов, а на часах Тима только шесть – вернувшись, он окажется на четыре часа моложе своей сестры-близнеца.

Теперь рассмотрим пространственно-временные диаграммы и мировые линии объектов поменьше – элементарных частиц.

“Сумма историй”, или вероятность визита на Венеру

Мы уже обсудили “размазанную” позицию электронов в атомной модели. Эта позиция “размазана”, потому что невозможно одновременно с большой точностью измерить позицию и движение любого электрона. Ричард Фейнман нашел способ решить эту проблему – теперь мы называем этот способ “суммой историй”.

Предположим, мы решили рассмотреть все маршруты, по которым Красная Шапочка добирается из дома до бабушки. Не только самый быстрый путь, по прямой, и не только самый безопасный, в обход волчьего леса, но вообще все мыслимые маршруты. Их миллиарды и миллиарды. В итоге получится гигантская размытая картинка, на которой будут представлены все линии и кривые, как будто Красная Шапочка движется одновременно по всем направлениям. Тем не менее среди этих маршрутов есть некоторые наиболее вероятные. Изучая вероятность маршрутов Красной Шапочки, мы придем к выводу, что она вряд ли по пути к бабушке заглянула на Венеру, то есть вероятность этого крайне мала, но все же, по мнению Фейнмана, и такой вариант исключать нельзя. Крайне низкая вероятность – это не ноль.

По такому же принципу “суммы историй” физики рисуют в пространстве-времени все возможные маршруты конкретной частицы, все ее вероятные “истории”. Затем вычисляется вероятность прохождения частицы через конкретный пункт – так мы вычисляли вероятность визита Красной Шапочки на Венеру. (Только не думайте, будто частицы выбирают свой путь. Это уж значило бы чересчур далеко заходить с аналогией.)

Хокинг нашел методу суммы историй другое применение: он предложил рассмотреть все истории, какие могли быть у вселенной (вернее, те из них, которые представляются наиболее вероятными).

Прежде чем идти дальше, сделаем одну оговорку: хотя теория относительности приучила нас к понятию пространства-времени с четырьмя измерениями – три пространства, одно времени, – между временем и пространством имеются все же физические различия. Одним из этих различий объясняется особенность измерения расстояния между двумя точками пространства-времени – гипотенузы рассмотренного выше треугольника.

Рисунок 10.7а представляет два автономных события на графике пространства-времени. Эти события соединены мировой линией, которая отклоняется от оси времени более чем на 45 градусов. Эти две точки не могут обмениваться информацией, поскольку информация не распространяется со скоростью, превышающей скорость света. В таком случае – если расстояние между двумя событиями в пространстве превышает расстояние между ними во времени – квадрат гипотенузы (сторона С) является положительным числом. На языке физики: квадрат “четырехмерного расстояния” между событиями X и Y – положительное число.

На рисунке 10.7b также изображены два события. Расстояние во времени между ними больше расстояния в пространстве. Соединяющая их мировая линия отклоняется от оси времени менее чем на 45 градусов. Информация успеет попасть из точки X в точку Y, путешествуя со скоростью ниже скорости света. То есть в физике квадрат четырехмерного расстояния между событиями X и Y – отрицательное число.

Рис. 10.7. Разница между пространством и временем.

Вы еще не заблудились? Последние два абзаца были трудноваты. И если вы читали внимательно, сейчас, вероятно, в вашем мозгу вспыхнул тревожный сигнал. Квадрат числа не бывает отрицательным! В нашей математике такого просто не может быть. Если квадрат окажется отрицательным, то как извлечь квадратный корень? Сколько будет – квадратный корень из –9? В нашей математике квадрат любого числа, и положительного, и отрицательного, – всегда положительное число. Три в квадрате – девять и минус три в квадрате – тоже девять. Минус девять не получится, как ни крути. Квадрат не бывает отрицательным, и точка.

Стивен Хокинг и другие физики сумели обойти это противоречие. Допустим, что все же существуют числа, которые, будучи умножены на самих себя, дают отрицательное произведение. Допустим – и посмотрим, что произойдет. Скажем, некое воображаемое число, умноженное на самое себя, дает минус единицу. Вычислим истории частиц и истории вселенной, используя эти воображаемые числа. Будем вести расчеты в “мнимом”, а не в “реальном” времени. Время, которое нужно, чтобы добраться из пункта X до пункта Y на рисунке 10.7b, – мнимое время. Квадратный корень из минус девяти – мнимая тройка.

Пусть эти числа послужат для нас математическим приемом (даже фокусом, если угодно) в расчетах, которые иначе не имели бы смысла. “Мнимое время” позволяет физикам точнее рассчитывать гравитацию на атомном уровне и по-новому взглянуть на раннюю историю вселенной.

Размазать скорость света?

Если вернуться вспять к началу вселенной, по мере того как пространство будет становиться все более плотным, все меньше будет вариантов местонахождения частицы в данный конкретный момент. А значит, как гласит принцип неопределенности, чем точнее мы будем знать позицию частицы, тем менее точно сможем измерять ее движение.

Для начала рассмотрим частицу света, фотон, при нормальных условиях. Фотоны движутся со скоростью 300 000 километров в секунду – это и есть скорость света. Но теперь я вынуждена сказать вам, что это может быть и не так (вы уже, наверное, привыкли к подобным парадоксам). Мы убедились, что вероятность найти электрон размазана в определенной области вокруг атомного ядра – одни расстояния от ядра представляются более вероятными, чем другие, но все размазано и нечетко. Принцип неопределенности не позволяет нам точно установить одновременно и положение, и движение электронов, и этот же принцип действует по отношению к фотонам.

Ричард Фейнман и другие физики пришли к выводу, что вероятность движения фотона со скоростью 300 000 км/с распределяется по некоторой “области” возле этой скорости. Иными словами, скорость фотона колеблется около той величины, которую мы называем скоростью света. На большом расстоянии вероятности уравновешиваются и средняя скорость фотона действительно равна 300 000 км/с. Но на малом расстоянии, на квантовом уровне, существенно, если фотон движется чуть быстрее или чуть медленнее. Напрямую эти флуктуации наблюдать невозможно, однако путь электронов на диаграмме пространства-времени будет выглядеть не как прямая линия под углом в 45 градусов к осям, а несколько размыто.

В ранний период существования вселенной эта линия становится очень размытой. Принцип неопределенности гласит: чем точнее мы знаем положение фотона, тем менее точно знаем его движение. Если в самом начале вещество вселенной было “упаковано” с почти бесконечной плотностью (пусть не сингулярность, но близко к тому), появляется возможность с большой точностью судить о положении частиц, в том числе фотонов, а раз появляется точное знание об их положении, во много раз вырастает неопределенность их движения. Чем ближе к бесконечной плотности, тем ближе к бесконечности число вероятностей различных скоростей фотона. Что теперь произойдет с нашим графиком пространства-времени? Посмотрите на рисунок 10.8. Мировая линия фотона, в нормальных обстоятельствах приближавшаяся к прямой под углом в 45 градусов к осям, теперь отчаянно колеблется, сплошные подъемы и спады.

Рис. 10.8. Действие принципа неопределенности в ранней вселенной.

Есть и другой подход к вопросу о том, что вызывает эти “колебания”, причем подход этот тесно связан с основными концепциями, которые мы рассматриваем в нашей книге. Возвращаясь вспять к самому началу вселенной, мы должны съежиться до бесконечно малых размеров и сможем увидеть то, что происходит на уровне бесконечно малых. Представьте себе это так: вот вы смотрите на эту страницу, и она кажется вам вполне гладкой. Можно свернуть уголок, но и в свернутом виде страница останется гладкой. Так и окружающее нас пространство-время кажется гладким, несмотря на кривизну. Однако положите эту же страницу под микроскоп, и вы увидите неровности, даже рытвины. И, рассматривая пространство-время на уровне бесконечно малых, в миллиарды миллиардов раз меньше размеров атома, мы обнаружим серьезные отклонения в геометрии пространства-времени (рис. 10.9). К этому вопросу мы еще вернемся в главе 12 и тогда познакомимся с одним из следствий – с “кротовыми норами”. Пока же важно, что такие мощные отклонения происходят на раннем этапе существования вселенной, когда все вещество стиснуто до предела.

Как понять этот неистовый хаос? Обратимся вновь к принципу неопределенности. В главе 6 мы видели, что принцип неопределенности также применяется к полям: электромагнитное или гравитационное поле не может одновременно обладать и определенным значением, и определенной скоростью перемен, а поскольку ноль – точная мера, поле такую меру иметь не может. Однако в пустом пространстве все поля сводятся к нулю. А раз ноль невозможен, невозможно и пустое пространство. Что же мы получаем вместо пустого пространства? Постоянное колебание значения всех полей, флуктуации по ту и по другую сторону от абсолютного нуля – в среднем будет ноль, но в реальности нуля не будет. Флуктуацию можно представить в виде парных частиц излучения Хокинга. Чем сильнее и чаще меняется кривая пространства-времени, тем больше появляется таких пар. Вот почему они в огромном количестве ожидаются на горизонте событий черной дыры.

Рис. 10.9. Квантовый вакуум, как представлял его себе Джон Уилер в 1957 году, становится все более хаотичным по мере того, как мы рассматриваем все меньшие участки пространства. В масштабе атомного ядра (верх) пространство все еще выглядит вполне гладким. Посмотрев пристальнее (середина), мы заметим некоторую шероховатость, а в масштабе в 1000 раз меньшем (низ) начнутся сильные флуктуации.

В самом начале вселенной кривая пространства-времени чрезвычайно велика и очень быстро меняется. Квантовые флуктуации во всех полях, включая гравитационное, очень сильны. Подобные возмущения в гравитационном поле означают не менее сильные колебания кривой пространства-времени. Возникают все время изменяющиеся складки, морщинки, завихрения. В подобном хаосе начинает чудить и мировая линия фотона. (Посмотрите снова на рис. 10.8 и 10.9.)

Какое бы из объяснений мы ни выбрали, суть в том, что стирается различие между вектором времени и векторами пространства. Время становится похожим на пространство, и мы лишаемся привычной картины, в которой вектор времени всегда лежит внутри 45-градусного угла, а направления пространства всегда вне этого угла.

Хокинг подытоживает: “В начале вселенной, когда пространство было тесно сжато, принцип неопределенности мог изменить фундаментальное отличие пространства от времени”. В этой ситуации уже неверно утверждение: “Если события отстоят друг от друга во времени больше, чем в пространстве, квадрат расстояния между ними в пространстве-времени (квадрат гипотенузы нашего прямоугольного треугольника) неизбежно окажется отрицательным числом”. “В определенных обстоятельствах квадрат расстояния может оказаться положительным числом. В таком случае уничтожается последнее различие между временем и пространством – можно сказать, время полностью становится пространственным, – и приходится говорить уже не о пространстве-времени, а о четырехмерном пространстве”[196].

Когда время становится пространством

Как это выглядит? И каким образом непонятное четырехмерное пространство плавно переходит в знакомое нам пространство-время, где время течет, как это свойственно времени? Концепция мнимого времени позволяет нам вообразить четырехмерное пространство, в котором время в привычном нам виде не существует – оно свернулось и образовало сплошную поверхность, без краев и границ. Но если вы думаете, что сможете представить себе эту картину в четырехмерном пространстве, то либо обманываете самих себя, либо ваш мозг поднялся на новую ступень эволюции. Большинство людей вынуждены все же ограничиться меньшим количеством измерений. Когда измерений меньше, еще можно представить себе отсутствие границ и краев: поверхность мяча или Земли.

В первой модели, предложенной Фридманом, размеры вселенной были конечными – и все же вселенная не имела границ. Не было края, за которым она кончалась и начиналось пустое пространство. Вселенная – как мяч: размеры ограниченны, но поверхность сплошная, без краев. Хокинг предполагал, что такой – конечной и вместе с тем безграничной – вселенная может быть и в пространстве-времени. Возможно, и у времени нет начала и конца. Все движется по кругу, образуя замкнутую поверхность, подобную поверхности Земли.

Но что же нам с этим делать? Поверхность Земли мы себе хорошо представляем и понимаем, в каком смысле она и конечна, и безгранична, однако вселенная, конечная и безграничная в пространстве-времени? На что это похоже? От оболочки шара трудно перейти к осмысленной концепции четырехмерной вселенной. Пытаешься – и чувствуешь себя слепцом. Нащупываешь путь и сбиваешься в темноте. Давайте лучше поищем какие-нибудь вехи.

Во-первых, можно указать, на что это непохоже. Не будет никаких “граничных условий”, ведь не будет начала, границы во времени. Вся эта штука попросту свернется и замкнется на саму себя. Хокинг формулирует кратко: граничные условия вселенной – отсутствие граничных условий. Нет начала вселенной и нет конца – нигде. Так что не стоит и спрашивать: а что, мол, было до того? Все равно что интересоваться: а что находится к югу от Южного полюса? На Южном полюсе не может быть указателя с надписью “Юг”. Стрелка с надписью “Прошлое” теряет смысл, когда время становится “пространственным”.

Если на временной оси нет никакого “до” вселенной и “после” вселенной, может ли там найтись “другое место”, что-то вне вселенной – в каком-либо измерении пространства? Модель Хокинга такой возможности не исключает. Может ли быть некое “снаружи” при отсутствии границ? Пока речь шла о мяче, вероятность наружных объектов не исключалась. Где-то в том направлении, куда мог бы посмотреть сидящий на шаре муравей из главы 6, – но он, как вы помните, выглянуть за пределы шара не может. Это измерение не существует для муравья, что, однако, вовсе не означает, будто этого измерения вовсе нет. Идея “других мест” в пространстве, но не “прежде” или “потом” во вселенной, вполне соответствует концепции времени как недолговечной мутации – на самом деле это четвертое измерение пространства.

Все это кажется слишком заумным, а потому едва ли правдоподобным, но рассмотрим вопрос более прямо и просто. Повторим еще раз: как могла бы выглядеть вселенная, конечная и в то же время безграничная в пространстве и времени? Требуются страшно сложные подсчеты, но в результате выходит, что эта вселенная, скорее всего, была бы похожа на ту, в которой мы живем.

Хокинг описывал это так: “Предполагается, что вселенная началась из достаточно “гладкого”, единообразного состояния. Она прошла через период расширения по экспоненте, “инфляции”, когда ее размеры многократно увеличились, но плотность оставалась прежней. Затем вселенная разогрелась и расширилась до современного своего состояния, остывая по мере того, как расширялась. В крупном масштабе она была однообразной, одинаковой по всем направлениям, но на местном уровне имелись отклонения, превратившиеся затем в звезды и планеты”[197].

В реальном времени – там, где мы живем, – все будет выглядеть так, словно в начале вселенной и внутри черных дыр имеются сингулярности.

Хокинг и Джим Хартл представили эту модель вселенной научному сообществу в 1983 году. Хокинг особо подчеркивал, что это всего лишь гипотеза. Он не вывел такие граничные условия из какого-либо принципа. Просто ему понравилась такая модель. Он подумал, “что это и есть настоящая наука, ведь, по сути дела, сим утверждается, что научные законы действуют повсюду”[198]. Нет сингулярностей, в которых нарушались бы законы. Такая вселенная самодостаточна. Нужно ли объяснять, как она была создана? Обязательно ли вообще это слово – “создана” или “возникла”? “Она бы просто БЫЛА”, – пишет Хокинг[199].

Так где же место Творцу?

Напрашивается несколько чисто философских вопросов. Сам Хокинг сформулировал основной: “Если у вселенной нет границ и она самодостаточна… то у Бога не имелось возможности выбирать, с чего начинается вселенная”[200].

Хокинг не утверждает, что отсутствие граничных условий исключает существование Бога, – он лишь отнимает у Бога выбор, как положить начало вселенной. Не все ученые согласились с ним. Они сочли, что отсутствие граничных условий не слишком-то ограничивает Бога. Даже если у Бога будет отнят выбор, мы зададимся вопросом: а кто решил, что у Бога не должно быть выбора? Этих взглядов придерживался и Дон Пейдж, писавший рецензию на “Краткую историю времени” для журнала Nature. Пейдж, как мы помним, в конце 1970-х был аспирантом и помощником Хокинга. Затем он переехал в Канаду и сделался профессором в Альбертском университете. Их дружба с Хокингом продолжалась, они вместе написали ряд научных работ, и Хокинг знал, что Пейдж постарается найти аргументы и доказать, что и отсутствие граничных условий не отменяет необходимости Творца. Пейдж с этой задачей справился.

На вопрос Хокинга “Так где же место Творцу?” Пейдж ответил, что в иудео-христианской концепции мира “Бог создает и поддерживает вселенную целиком, а не только ее начало. Даже если у вселенной нет начала, это не значит, что она не сотворена, – ведь если художник вместо прямой линии с началом и концом нарисует замкнутый круг, это все равно будет нарисованная фигура, а не возникшая сама собой”[201]. Бог, существующий вне нашей вселенной и нашего времени, не нуждался бы в “начале”, чтобы сотворить мир, – это с нашей точки зрения в “реальном” времени мир все равно выглядел бы (или мог бы выглядеть) так, словно у него было начало.

В “Краткой истории времени” Хокинг высказал предположение, что место для Творца все же найдется. “В самом ли деле единая теория настолько убедительна, что она сама себя порождает?” Если нет, “то что же вдыхает пламень в уравнения и создает вселенную, которую эти уравнения описывают?”[202]. В книге “Краткая история времени: путеводитель для читателя” Хокинг напишет, что если гипотеза об отсутствии граничных условий верна, значит, он сумел понять, как началась вселенная. “Но я все равно не знаю, почему она началась”[203]. И он хотел бы это выяснить, если получится.

Вот почему нужно сделать существенную оговорку: хотя физики-теоретики отваживаются на самые дерзкие, проникающие в начало и суть вселенной вопросы и хотя они обрушивают на нас поражающие ум гипотезы и теории, они не претендуют на “окончательный ответ” – даже если подзаголовок книги, соавтором которой был Хокинг, предполагает, что они пытаются этот ответ получить. Научный прогресс в том и заключается, что предлагаются какие-то “ответы”, а затем эти “ответы” анализируются и опровергаются. Отважные и наделенные живым воображением ученые спускают на воду очередной игрушечный кораблик и почему-то изо всех сил стараются потопить свою игрушку.

Наглядный пример тому – работа Хокинга. Сначала он доказал, что вселенная возникла из сингулярности. Потом выступил с гипотезой об отсутствии граничных условий и доказал, что сингулярности могло и не быть. Он сообщил нам, что черные дыры не могут уменьшиться в размере, а потом обнаружил, что как раз могут. Исследуя Большой взрыв, он вроде бы совпал с библейской точкой зрения на Творение, но гипотеза об отсутствии граничных условий лишила Творца работы – или, по крайней мере, изменила наши представления об этой работе. В “Краткой истории времени” Хокинг вновь вернулся к необходимости Творца и заявил, что “высшим торжеством для человеческого разума” будет “понять замысел Бога”[204]. Хокинг открыт новым идеям и сам подбрасывает провокационные гипотезы – так устроены лучшие умы человечества. Он приходит к четко сформулированному, хорошо обоснованному выводу и тут же беспощадно перепроверяет и опровергает этот вывод. Он всегда готов признать неправильность или неполноту своих взглядов. Так и развивается его наука – вероятно, так развивается всякая настоящая наука, – и это одна из причин, почему в основе физики столько парадоксов.

Пока Хокинг проходит свой путь, его разбирают на цитаты в пользу противоборствующих мировоззрений. Его цитировали – и на все лады искажали – и те, кто верит в Бога, и кто в Него не верит. В обоих лагерях одни его держат за героя, другие – за злодея. И те, кто опирается на мнение Хокинга или на мнения других ученых, пытаясь подкрепить ими свою веру или неверие, становятся на скользкий коврик, который в любой момент грозит выскочить у них из-под ног.

Однако хотя гипотеза об отсутствии границ может показаться радикальным пересмотром прежних взглядов, сам Хокинг так не считает. Он говорит, что главным результатом исследования сингулярностей стало понимание: гравитационное поле возрастает настолько, что проявляется и на квантовом уровне. Когда же мы обращаем внимание на события квантового уровня, мы видим, что вселенная может быть конечна в мнимом времени, но при этом не иметь ни границ, ни черных дыр.

Инфляция становится хаотичной

В 1983 году, в том самом, когда Хокинг и Джим Хартл опубликовали гипотезу об отсутствии граничных условий, Андрей Линде выступил с новым предложением, позволявшим устранить все еще остававшиеся в теории инфляции проблемы. Первым человеком на Западе, с кем Андрей поделился теорией “хаотичной инфляции”, стал Хокинг. Хокинг пришел в восторг.

И “старая”, и “новая” теории инфляции предполагали, что инфляция – лишь краткий период в истории ранней вселенной, что до начала инфляции вселенная находилась в состоянии термального равновесия (то есть температура повсюду была одинаковой), вселенная была более-менее однородной и при этом достаточно большой, чтобы сохраниться до инфляции. Линде отказался от этих предпосылок и создал другой сценарий – хаотической инфляции, которая не предусматривала термального равновесия. В таком случае инфляция могла начаться раньше, ближе к моменту Большого взрыва.

До периода инфляции вселенная, возможно, пребывала в состоянии хаоса. Требовалось лишь, чтобы в крошечных областях этого хаоса могла начаться инфляция. Эти области в процессе инфляции становились более гладкими, изотропными (то есть однородными по всем направлениям) – подобно тому, как сморщенный шарик, раздуваясь, становится гладким и одинаковым по всем направлениям. Насколько нам известно, это происходило только с небольшой частью хаоса, хотя могло быть и не так. Во всяком случае, “наш” шарик, надуваясь, растолкал другие надувавшиеся шарики так далеко, что мы не сумеем их увидеть. Может быть, в других частях вселенной все еще царит хаос. А может быть, все и повсюду выровнялось.

В сценарии хаотической инфляции нет места фазовому переходу или сверхохлаждению. Зато имеется поле, которое в одних областях вселенной достигает высоких значений, а в других остается низким. “Счастливое упущение Творца”, как поэтически выразился Линде[205]. По мнению Линде, в областях с высоким значением поля энергия окажется настолько велика, что вызовет центробежный гравитационный эффект и инфляционное расширение этих областей, а в других областях, где поле не настолько сильно, этого не случится. Области, где произойдет инфляция, превратятся в огромные гомогенные острова внутри первозданного хаоса, и каждый остров будет намного больше видимой вселенной. В этих областях энергия поля будет убывать медленно, и в некоторых из них скорость расширения постепенно станет такой, какую мы наблюдаем теперь. При достаточном количестве подобных областей высока вероятность, что найдется хоть одна область, где возникнет вселенная, которая нам известна, где константы, они же произвольные элементы физических теорий, окажутся как раз такими, чтобы в итоге могли появиться вы и я. Возможно, такая вселенная всего одна и это – наш мир.

Хороший конец истории… вот только это вовсе не конец. Теория хаотической инфляции предсказывала также “вторую стадию инфляции”, которая наступит значительно позднее, – ускоренное расширение вселенной. И оно может произойти прямо в наши дни. В начале 1980-х подобное предположение даже Андрею Линде и Стивену Хокингу казалось фантастическим. Но к концу столетия, как мы увидим, оно уже не воспринималось как художественный вымысел.

Хотя ученые еще спорили о том, как именно происходила инфляция, в целом эта теория в начале 1980-х утвердилась, и самое интересное: при всех разногласиях космофизики сходились на том, что вся видимая и известная нам вселенная могла начаться с куда меньшего отклонения в массе и энергии, чем это раньше казалось возможным. В “Книге вселенных” Джон Барроу писал: “Теория инфляции не устранила нерегулярности, а вымела их за пределы ныне видимого горизонта вселенной. Они остаются где-то там, вдалеке, но видимой вселенной присущи гладкость и изотропия крошечной области космоса, которая пережила инфляцию”[206].

Разумеется, наша вселенная не полностью однородна. В ней есть солнечные системы, галактики и кластеры галактик. Тот кусочек, который расширился и превратился в нашу вселенную, выходит, не был идеально гладким, как наш воображаемый шарик. При растяжении не удалось избежать небольших отклонений, и из этих семян выросла вся поразительная структура – нынешние весьма заметные отклонения в плотности.

Уже на конференции, созванной Хокингом и Гиббонсом в Кембридже в 1982 году, участники пришли к выводу, что инфляция подразумевает определенную схему этих отклонений[207]. Значит, в космическом микроволновом фоновом излучении тоже должны были обнаружиться распознаваемые паттерны. В ту пору наблюдения не могли различить эти паттерны отклонений. И все же, хотя никто не может заглянуть в события начала вселенной, в этих спорах вокруг инфляции появилась надежда, что однажды удастся все же добыть убедительное доказательство либо в пользу этой гипотезы, либо в опровержение.

Люси исполнилось 11 лет, и весной 1982 года она сдала выпускной экзамен в начальной школе Ньюнхэм-Крофт. Для продолжения образования родители выбрали ей школу Перс для девочек в Кембридже. Роберт с семи лет учился в школе Перс для мальчиков. В 1960-х Стивену понадобились деньги, чтобы жениться, и он занялся сингулярностями. Теперь опять возникла практическая задача – оплатить учебу Люси, – и Стивен взялся за новое дело, последствия которого сказались и на семействе Хокингов, и на многих людях во всех уголках мира. Стивен решил заработать деньги, написав книгу о вселенной – не академическую, а такую, которая была бы интересна людям без специального образования.

Разумеется, о вселенной и черных дырах уже немало писали. Однако, на взгляд Хокинга, ни одна из этих популярных книг не уделяла достаточного внимания главным вопросам, тем, ради которых он изучал космологию и квантовую теорию: откуда взялась вселенная? Как и почему она началась? Наступит ли конец вселенной, и если да, то как? Возможно ли получить единую теорию вселенной и всего, что в ней? Насколько мы близки к открытию этой теории? Можно ли обойтись без Творца?

Хокинг был уверен: эти вопросы волнуют всех, а не только специалистов. Однако наука настолько обросла терминами и формулами, что обычные люди уже не могли следить за ее развитием. Перед Хокингом стояла нелегкая задача: написать книгу, понятную всем, то есть практически без математических формул. Хокинг принялся диктовать свою книгу и в 1984 году вчерне ее закончил.

Диктовать целую книгу ему было очень нелегко, и Хокинг решил: пусть уж, по крайней мере, эта его трудная работа попадет к возможно большему количеству людей. Ранее Хокинг публиковался в Cambridge University Press, одном из самых престижных академических издательств в мире, но, обсудив с редакторами новый проект и услышав от них, что продаваться будет примерно 20 тысяч экземпляров в год по всему миру, Хокинг решил, что на этот раз ему требуются издатели, привыкшие иметь дело с популярной литературой. Он хотел видеть свою книгу на стойках в аэропортах. Американский агент не разделял его надежд: да, ученые купят, приобретут студенты, но никак не массовый читатель. Хокинг думал иначе.

Несколько британских издателей отвергли книгу Хокинга – об этом они еще горько пожалеют[208]. Однако нашлись и такие, кто готов был заключить с ним договор. Неожиданностью стало предложение из издательства Bantam, и Хокинг, вопреки совету своего агента, предпочел заключить договор именно с ними: пусть это издательство и не специализировалось на научной литературе, зато именно его книгами наполнялись стойки аэропортов. Филиал Bantam в США заплатил 250 тысяч долларов за американские права, а Bantam-Transworld предложил 30 тысяч фунтов за права в пределах Великобритании. Такие суммы за научную книгу – рискованно высокая ставка. Оказавшаяся для издателей самой выгодной в жизни.

Год на краю

1985 год выдался для Хокингов трудным. Летом Стивен собирался на месяц в Женеву, в ЦЕРН. Помимо всего прочего, он хотел проверить выводы из недавних подсчетов Дона Пейджа и Раймона Лафламма относительно стрел времени. В сопровождении своих сиделок, секретарши Лоры Джентри и нескольких учеников Хокинг отправился из Кембриджа прямиком в Швейцарию, а Джейн, Джонатан, Люси и Тим выбрали более длинный и интересный маршрут, останавливаясь в кемпингах Бельгии и Германии. В Байройте они собирались встретиться со Стивеном и сменить свой походный облик на более формальный, дабы послушать на фестивале вагнеровское “Кольцо нибелунга”. В тот момент все гораздо больше тревожились о Роберте, который с друзьями-скаутами совершал пеший поход по Исландии, а затем ему предстояло плыть на байдарке вдоль северного побережья острова. За Стивена в спокойной и благополучной Швейцарии волноваться вроде бы не приходилось[209].

За день до запланированного прибытия в Байройт Джейн отыскала в Мангейме телефон-автомат и позвонила мужу в Швейцарию сверить планы. Трубку сняла расстроенная Лора Джентри, просила как можно скорее приехать в Женеву. Стивен слег с пневмонией. Его положили в больницу, прогнозы неутешительные. Примчавшись в Женеву, Джейн убедилась, что Лора огорчалась не напрасно: Стивен был подключен к аппарату искусственного дыхания, его ввели в кому, и жизнь в нем едва теплилась.

Зная, что Стивен болен БАС и с медицинской точки зрения обречен, и не догадываясь о его свирепой жизнестойкости, врачи предложили Джейн отключить аппаратуру и позволить Стивену мирно уйти. Тяжелейший выбор: единственным спасением представлялась трахеотомия. Операция раз и навсегда избавит Стивена от кашля и приступов удушья, но он лишится голоса, он никогда больше не сможет произнести ни слова. Возможно ли платить такую цену за продление жизни? Речь Стивена давно уже стала медленной и невнятной, и все же он мог говорить, и это оставалось для него единственным средством общения. Лишившись голоса, он не сможет работать, не сможет общаться с людьми. Нужна ли ему такая жизнь? И все же со стесненным сердцем Джейн распорядилась принять все меры для спасения. “Будущее казалось очень, очень мрачным, – вспоминала она. – Мы не знали, как будем жить, не знали, будет ли он жить. Я приняла решение… хотя и сомневалась: не делаю ли я ему хуже? На какую жизнь его обрекаю?”[210]

Дождались, чтобы Стивену стало немного лучше, и Кембриджский университет оплатил воздушный рейс “скорой помощи” из Швейцарии в Кембридж, где Стивена поместили в реанимацию больницы Эдденбрук. Врачи сделали последнюю попытку избежать операции, но как только респиратор снимали, повторялся приступ удушья. Не оставалось ничего, кроме трахеотомии. Стивену запомнились яркие сны в ту больничную пору: ему чудилось, будто он поднимается в небо на воздушном шаре. Он решил, что примет этот сон как добрый знак.

Медленно поправляясь в больнице, Стивен учился дышать не носом и ртом, а через отверстие, проделанное в его горле примерно на уровне воротника. Единственным способом общения оставалась передача слова по буквам: помощник указывал одну букву за другой, а Хокинг приподнимал брови в знак подтверждения.

После нескольких недель в реанимации Стивену разрешили проводить дома воскресные вечера. Джейн была настроена решительно: когда лечение закончится, Стивен будет жить и дальше с ней, с детьми и с Джонатаном, а не в приюте для инвалидов. С 1980 года ежедневно по утрам и вечерам к Хокингам приходили сиделки – государственные и частные, оплату которых организовал Мартин Рис. С их помощью Джейн, живущий в доме аспирант и Джонатан справлялись, но теперь до конца жизни Стивену понадобится круглосуточный профессиональный уход. На это требовались астрономические суммы, значительно превышавшие финансовые возможности семьи. Государственная система здравоохранения взяла бы на себя полную оплату приюта, но не более чем несколько часов работы сиделки на дому плюс помощь в гигиенических процедурах. “Мы не могли оплачивать частных сиделок”, – вспоминает Джейн[211]. А это означало – конец не только работе Хокинга, но и сколько-нибудь осмысленной жизни. Да, конец был предсказан, и намного раньше, но оттого не легче было смириться.

“Мы и раньше отчаивались, но потом надежда возвращалась”[212], – говорила себе Джейн, пытаясь вернуть тот оптимизм, с каким вступала в брак. Кип Торн, узнав о тяжелом положении своего друга, тут же позвонил Джейн из Калифорнии и посоветовал ей обратиться за финансированием к фонду Джона и Кэтрин Макартуров. В фонде работал другой их друг, специалист по квантовой физике Марри Гелл-Манн. Фонд Макартуров выделил – для начала на испытательный срок – грант на покрытие медицинских расходов. В начале ноября, через три с лишним месяца больничной жизни, Стивен вернулся на Уэст-роуд.

На сумрачном горизонте забрезжил первый луч надежды: калифорнийский компьютерщик Уолт Волтош передал Хокингам программу, написанную им для своей парализованной тещи. “Эквалайзер” помогает пользователю выбирать слова на экране компьютера, в который встроен синтезатор речи. Один из учеников Хокинга придумал дополнительное оборудование, вроде усовершенствованного джойстика, чтобы Хокинг сам мог выбирать слова. Если бы он утратил остатки подвижности в руке, активировать джойстик могли движения головы или глаз.

К работе Хокинг пока не возвращался, на это не было сил, зато он осваивал компьютер. Как только ему удалось заставить новую программу сказать “хелло” тем искусственным голосом, который вскоре сделается знаком всему миру, Хокинг обратился к своему аспиранту Брайану Уитту с просьбой помочь ему закончить задуманную книгу[213]. Пришлось подождать, пока Стивен научится управляться с “Эквалайзером”, но вскоре он уже выдавал по десять слов в минуту – скорость пусть и небольшая, но достаточная, по его мнению, чтобы продолжить работу. “Это было медленно, – признается он, – но я и думаю медленно, так что в самый раз”. Постепенно скорость увеличивалась, получалось уже по пятнадцать слов в минуту.

Вот как выглядел – и с некоторыми поправками выглядит до сих пор – этот процесс. В программу заложено 2500 слов, в том числе около двухсот специальных терминов. Открывается заполненный словами экран, страница за страницей, высвечиваются по очереди верхняя часть и нижняя часть, пока Хокинг не увидит нужное ему слово. Тогда он нажимает кнопку и выбирает эту половину экрана. Затем высвечиваются строки на этой половине экрана, а когда Стивен выберет строку, выделяются по очереди слова, и Стивен вновь подтверждает свой выбор нажатием кнопки. Иногда он промахивается, и приходится заново искать строку или слово. В программе предусмотрен также алфавит, на случай, если нужного слова не окажется в списке, и есть несколько стандартных фраз – “Пожалуйста, переверните страницу”, “Пожалуйста, включите настольный компьютер” (ходят слухи, что имеется и особый файл с оскорбительными репликами, но сама я его не видела).

Хокинг выбирает слова, и они появляются одно за другим внизу экрана, пока не выстроится фраза. Эту фразу Хокинг может произнести вслух с помощью синтезатора речи или зачитать по телефону. (Одна из забавных особенностей программы: она произносит слово “фотон” как “фоетн”.) Можно сохранить эти фразы на диске, а потом распечатать или отредактировать. У Хокинга имеется также программа для написания статей: уравнения он пишет словами, а программа автоматически вставляет нужные символы.

Так Хокинг пишет лекции и сохраняет их в памяти компьютера. Он может прослушать собственную лекцию и отредактировать ее. Выехав на кресле перед аудиторией, он нажимает кнопку, и речевой синтезатор начинает зачитывать лекцию фразу за фразой. Помощник демонстрирует слайды и пишет на доске уравнения, а также отвечает на вопросы слушателей.

Синтезатор речи способен менять интонацию: “голос Хокинга” не звучит монотонно, точно речь робота, и это для Стивена очень важно. Сперва он хотел британский акцент, но вскоре так привык к “своему голосу”, что “не стал бы его менять даже ради британского акцента. Я бы почувствовал себя уже не тем человеком”[214]. Определить происхождение его нынешнего акцента довольно сложно. Кто считает его американским, кто скандинавским. Мне из-за некоторой напевности этот голос кажется англо-индийским. Вложить в него эмоции не удается – Хокинг вынужден всегда говорить размеренно, вдумчиво, отстраненно. Младший сын, Тим, считает, что такой голос отцу подходит. Тим хуже брата и сестры помнит, как звучал настоящий голос отца. К 1979 году, когда он родился, Стивен уже почти не говорил.

Превращается ли разговор со Стивеном в общение с машиной? В пугающий сюжет из фантастических фильмов? Сначала и правда собеседнику становится немного не по себе, но вскоре это проходит. Хокинг относится к своему необычному положению очень спокойно и не обижается на тех, кому требуется время, чтобы привыкнуть. Когда он читал эту книгу, а я переворачивала перед ним страницы, не Стивен, а его сиделка предложила мне не дожидаться, пока он выберет на экране фразу “пожалуйста, переверните страницу” – для этого требовалось несколько операций на компьютере. Она посоветовала переворачивать страницы, как только Стивен щелкнет мышью, и таким образом сберечь время. И так мы работали часа полтора без каких-либо возражений с его стороны, но однажды он щелкнул мышью, я перевернула страницу, а он невозмутимо продолжал щелкать: он хотел прокомментировать прочитанное, а не заглянуть дальше в текст.

Его чувство юмора заразительно и прорывается спонтанно. Правда, когда журналист спросил, не обидно ли рассказывать анекдоты, понимая, что слушатели угадают концовку прежде, чем успеешь ее выдать, Хокинг признал: “Частенько, пока я пишу, разговор уже переходит на другую тему”[215]. Но когда его лицо вспыхивает озорной улыбкой, забываешь, как тяжело он болен. Ухмылка Стивена тоже сделалась его визитной карточкой, и по ней нетрудно догадаться, как он любит свою науку. Видишь эту ухмылку и понимаешь: да, космофизика дело серьезное, трудное – но до чего же увлекательное!

Как назвать достижения Хокинга, если не чудом вопреки всему? Иначе как чудом трудно считать и тот факт, что он все еще жив. Но когда общаешься с ним, впитываешь его ум и юмор, то и необычный способ общения, и полная физическая беспомощность Стивена уже не вызывают напряжения и жалости, уже как бы и незаметны – ведь он и сам не обращает на это лишний раз внимание. Он предпочитает отмахиваться от своих проблем, “не думать о своем состоянии, не печалиться о вещах, которые для меня недоступны, – кстати, их не так уж много”[216]. И будьте добры общаться с ним на таких условиях.

1985–1986

Осенью 1985 года появилась надежда, что с помощью “Эквалайзера” Хокинг сможет вернуться к работе и допишет книгу для широкой публики. Джейн и Лора Джентри подыскивали персонал для круглосуточного дежурства при Стивене. Требовались три смены в день и все сиделки с медицинским образованием. Вставленную в горло трубочку нужно было регулярно прочищать “мини-пылесосом”, чтобы в легких не накапливалась слизь. Но и сам “мини-пылесос” мог занести инфекцию или травмировать, если обращаться с ним неумело[217]. Не каждая медсестра соглашалась на столь трудную работу, от некоторых после испытательного срока пришлось отказаться.

Среди кандидаток нашлась медсестра, готовая выполнять эти непростые обязанности и на долгие годы посвятить себя необычному пациенту. Элейн Мейсон, крепкая, атлетического сложения женщина, отличалась своеобразным юмором и замечательным умением подбирать наряды под цвет своих ярко-рыжих волос. Добрая и ответственная, подумала Джейн. Урожденная Элейн Сибил Лоусон из Херефорда, дочь священника англиканской церкви и врача, Элейн также была глубоко и деятельно верующим человеком. В молодости она четыре года проработала в сиротском приюте в Бангладеш, а вернувшись в Англию, вышла замуж за компьютерного инженера Дэвида Мейсона. У них были два сына, один – сверстник Тима Хокинга.

С Элейн и Дэвидом Мейсоном и их сыновьями я была знакома не слишком близко – наши дети учились в одной школе, – но запомнилось, как в родительский день я обошла Элейн в гонке с ложкой и яйцом. О ней отзывались как о человеке исключительно азартном, но в той игре я ничего подобного не ощутила. Скорее казалось, что она человек раскованный, легкий и неунывающий.

Вместе с Элейн Хокинг получил дополнительный бонус: ее муж собрал небольшой компьютер с речевым синтезатором и установил его на инвалидном кресле. Теперь Стивен мог пользоваться “Эквалайзером” не только с настольного компьютера – его голос сопровождал его повсюду. Дэвид Мейсон стал таким же преданным другом Стивена, как и его жена. “Стоит ему приподнять бровь, и ты ради него за три километра побежишь”, – говаривал он[218].

Хокингам пришлось приспособиться к совершенно другой жизни: с постоянным, круглосуточным присутствием посторонних людей. Еще до Рождества Стивен восстановил свои силы и научился пользоваться “Эквалайзером” настолько, что вернулся в свой кабинет. Но одиночным прогулкам по задворкам Кембриджа пришел конец: отныне инвалидное кресло катила сиделка. Однако были в семействе Хокингов и радости. Старший сын, Роберт, прекрасно сдал выпускные экзамены и с осени собирался изучать физику и естественные науки в Кембридже, как его отец когда-то изучал их в Оксфорде.

К весне 1986 года жизнь наладилась и в целом казалась вполне приемлемой. В марте 1986-го Стивена постигло горе – умер его отец Фрэнк. Мать Стивена, Изобел, говорила, что сын “был очень опечален, тяжело переживал смерть отца. Он был сильно привязан к Фрэнку, но в последние годы они как-то отдалились друг от друга и даже виделись не так уж часто”[219]. Тем не менее Стивен сдаваться не собирался. Вскоре он уже пустился в дальние странствия. Первая после болезни поездка, в Швецию, оказалась успешной не только с научной точки зрения: присутствовавший на конференции Марри Гелл-Манн мог воочию убедиться в способности Хокинга принимать деятельное участие в общей работе. Иными словами, средства из фонда Макартуров пошли на благое дело, и в октябре фонд с готовностью продлил свою финансовую помощь. Более того: фонд гарантировал постоянную оплату не только сиделок, но и другой медицинской помощи.

Атака на ларьки в аэропортах

Освоив “Эквалайзер”, Хокинг весной 1986 года вернулся к замыслу популярной книги. Типично для Стивена: очень скоро он даже обнаружил преимущества в этой новой стадии недуга. Компьютерная речь – не катастрофа, а достижение. “Теперь мне общаться проще, чем перед тем, как я лишился голоса”, – уверяет он[220]. Его слова часто цитируют как образец героизма, а ведь это чистая правда: теперь Стивен говорит и диктует без “переводчика”.

Издательство Bantam приняло первый вариант рукописи летом 1985 года, но из-за болезни работа над книгой надолго прервалась. Теперь выяснилось, что работы предстоит немало. Редактор настаивал на существенных исправлениях, и Хокинг в итоге чуть ли не целиком переписал первоначальный текст.

Он понимал, что даже без специальной терминологии его открытия не так уж доступны для непосвященных. Стивен уверяет, что и сам не очень любит уравнения, хотя его способность составлять уравнения в голове сравнивают с гением Моцарта, сочинявшего в уме целые симфонии. Писать уравнения ему неудобно, приходится формулировать их словами, которые “Эквалайзер” переводит в символы. По мнению самого Хокинга, интуитивным пониманием уравнений он не одарен. Кип Торн подтверждает: Стивен мыслит не уравнениями, а образами. И это оказалось ключом к популярной книге: описать свои интеллектуальные образы словесно, подкрепить их бытовыми аналогиями, рисунками.

Установилась рутина совместной работы Хокинга и его аспиранта Уитта. Сначала Хокинг объяснял свою идею “научно” и убеждался, что в такой форме ее не поймут. Затем он вместе с Уиттом подыскивал аналогию – не первую попавшуюся, им требовалось точное соответствие. Поиски точных аналогий порой выливались в затяжной спор. К тому же Хокинг не сразу определился, насколько пространными должны быть объяснения. Быть может, сложные вопросы лучше “залакировать” и больше не трогать? Не запутают ли дополнительные объяснения читателя? Но в итоге Хокинг дал много подробных объяснений.

Его редактор в Bantam, Питер Гуззарди, не был физиком и действовал просто: если он чего-то не понимает, это нужно переписать. Как и коллеги Хокинга, и его ученики, Гуззарди пенял на манеру Хокинга переноситься от одной идеи к другой и приходить к ошеломительным выводам в наивной уверенности, что ясные ему связи очевидны всем. Дело было не только в необходимости вложить как можно больше смысла в небольшое количество слов – причина глубже, и коллеги Хокинга временами бывали вынуждены следить за куда более головокружительным полетом мысли, чем в этой книге, которую редактировал Питер Гуззарди. Порой, говорит Уитт, Стивен заявлял ему: то или это так, “потому что я понял”. Ни доказательств, ни объяснений, как он пришел к такому выводу. Брайан проводил вычисления и иногда пытался переубедить Хокинга, но тот упорствовал. Хорошенько подумав над вопросом и еще раз его обсудив, Брайан в итоге понимал, что Стивен был прав. “Его интуиция куда надежнее моей математики. Одно из ключевых свойств его разума: думать не пошагово, а проскочить все вычисления и одним махом добраться до выводов”[221]. Но редактор Гуззарди никак не мог допустить скачков мысли в популярной книге. Порой Стивену казалось, что он уже все разобъяснил, а Гуззарди все равно недоумевал. В какой-то момент издательство тактично намекнуло, что можно было бы обратиться к опытному автору и поручить ему написать книгу от имени Хокинга. Стивен категорически отверг это предложение. Процесс редактирования занял чудовищно много времени. Очередную переписанную набело главу Гуззарди возвращал с новым списком вопросов и возражений. Хокинг выходил из себя, но в итоге признавал, что редактор был прав. “В результате книга получилась”, – сказал он[222].

Редакторы из Cambridge University Press, отказавшиеся работать с Хокингом над этим проектом, предупреждали его: каждое уравнение вдвое снижает объем продаж. Гуззарди придерживался того же мнения. В конце концов Хокинг оставил лишь одно уравнение, знаменитую формулу Эйнштейна E=mc². И в вопросе с названием победу тоже одержал Гуззарди. У Хокинга эпитет “краткая” вызывал сомнения, но Гуззарди заверил его, что название очень хорошее, с юмором. К мнению редактора прислушались: книгу было решено озаглавить “Краткая история времени”. Второй вариант удалось закончить к весне 1987-го – понадобился почти год работы.

К тому времени Хокинг уже вернулся и к основной своей работе, продолжал исследования, получал все новые награды. В октябре 1986 года его пригласили в Папскую академию наук, все семейство Хокингов удостоилось аудиенции у папы. Хокинг стал первым лауреатом медали Пола Дирака, присуждавшейся Институтом физики. В июне и июле 1987 года, освободившись от работы над “Краткой историей времени”, Хокинг принял активное участие в кембриджской конференции, посвященной трехсотлетию опубликования “Математических начал” Исаака Ньютона, одной из величайших книг в истории науки. Хокинг, вместе с Вернером Израэлем, стал вдохновителем этой встречи: они уговорили ведущих ученых из разных областей науки, связанных с гравитацией, написать статьи и собрали интереснейший том “Триста лет всемирного тяготения”[223].

Перед выходом “Краткой истории времени” в свет, ранней весной 1988 года, сигнальный экземпляр отослали Дону Пейджу с просьбой написать рецензию для журнала Nature. К ужасу Пейджа, в книге обнаружилось множество ошибок – фотографии и рисунки не на своих местах, с неправильными подписями. Пейдж в панике позвонил в Bantam. Издательство приняло решение отозвать и уничтожить весь тираж. Затем принялись второпях исправлять все изъяны, чтобы успеть к апрелю, к запланированной американской публикации. У Пейджа сохранился редкий экземпляр первого неудачного тиража. Наверное, такой уникум стоит теперь недешево.

К радости Хокинга, американское издание, “Краткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр”, появилось в день дурака, 1 апреля 1988 года. Английское издание было представлено на официальном ланче в Королевской академии 16 июня. С изумлением Хокинг следил за тем, как его книга карабкается наверх в списке бестселлеров. Ей это вроде бы не составило труда, и, добравшись до вершины, “Краткая история времени” задержалась там на недели – на месяцы, – вот уже и миллион экземпляров продан в Америке. Британские магазины тоже не успевали пополнять свои полки. Вскоре последовали и переводы на другие языки. Как того и хотел автор, “Краткая история” продавалась в аэропортах, и программу речевого синтезатора пришлось пополнить словом “Гиннесс” – Хокинг со своей “Краткой историей” попал в Книгу рекордов Гиннесса. Вместо “Гиннесс” синтезатор упорно выдавал “Гайнесс”. “Ну да, это же американский синтезатор, – ворчал Хокинг. – Вот поставили бы мне ирландский…”[224]

Упорный Гуззарди добился своего: читатель получил возможность проследить (пусть порой и не без труда) за переходом от мысли к мысли, а порой даже предугадывал следующие слова автора. Профану, конечно, приходилось эту книгу изучать, а не пролистывать, но дело того стоило, и внимательное чтение приносило удовольствие. Шуточки Хокинга превратили “Краткую историю времени” в веселое приключение, и порой стоило оглянуться по сторонам, прежде чем погрузиться в чтение и выдать себя неожиданным смехом.

Имя Хокинга стало знакомо всем, Стивен сделался популярным персонажем во всех уголках света. В Чикаго его поклонники объединились в клуб и носили футболки с его портретом. Правда, по словам одного из членов клуба, одноклассники приняли Хокинга за рок-звезду, а кто-то якобы даже видел его последний альбом.

Благоприятны были и рецензии. Один критик сравнил “Краткую историю времени” с культовой книгой “Дзен и искусство ухода за мотоциклом”. Джейн это шокировало, но Стивену польстило: значит, его книга “внушает обычным людям уверенность, что они могут быть причастны к решению главных интеллектуальных и философских вопросов”[225].

В самом ли деле, купив “Краткую историю времени”, люди читали ее и все понимали? Кое-кто опасался, что большинство покупателей приобретали книгу не ради чтения, да и не смогли бы осилить ее, даже если б попытались. Люди просто украшают “Краткой историей времени” журнальный столик. На эти предположения Хокинг гневно возразил в предисловии к “путеводителю для читателя” по “Краткой истории времени”: “Некоторые критики недооценивают широкую читательскую аудиторию. Они, критики, видите ли, умнее всех, и если уж им моя книга оказалась не по зубам, то у простых смертных нет и шанса”[226]. И пусть себе выкладывают книгу на журнальные столики или ставят в шкаф напоказ: точно так же веками обращаются с Библией и с Шекспиром. И читать его книгу читают, доказательство тому – огромное количество писем, которые он получает. Читатели задают вопросы, подробно комментируют прочитанное. На улице Стивена останавливают прохожие и делятся впечатлениями. Все это радовало Стивена, хотя нередко смущало его спутника – юного Тима.

Теперь Хокингу приходилось путешествовать больше прежнего – популярность его росла, нужно было рекламировать книгу. После визитов Хокинга хозяева долго приходили в себя: он был неутомим. В нью-йоркском Институте Рокфеллера с ужасом вспоминали один такой приезд британской знаменитости: целый день Хокинг читал лекции, участвовал в рекламных мероприятиях, а под вечер в его честь устроили банкет. Стивен наслаждался жизнью, нюхал вино, комментировал его качество. После ужина и очередных речей все вышли на набережную Ист-ривер. Пришлось сторожить Стивена, чтобы он не скатился в реку, и его спутники почувствовали облегчение, когда прогулка закончилась и Стивена повезли в отель. Но тут обнаружилось, что в бальном зале отеля играет живая музыка, и Стивену во что бы то ни стало понадобилось побывать и на этом празднике. Маленький отряд немолодых, прославленных ученых поплелся за своим почетным гостем – “обычно мы ничего подобного не делаем!”. Хокинг кружил в инвалидном кресле по танцполу то с одной партнершей, то с другой. Оркестр играл уже для него – та вечеринка, к которой он присоединился без спросу, давно закончилась.

Напишет ли Хокинг продолжение своего бестселлера? Ему часто задавали этот вопрос, он отвечал отрицательно. “Как бы я назвал продолжение? “Длинная история времени”? “За пределами времени”? “Сын времени”?”[227] А вдруг появится “Краткая история времени II”? “Как раз когда все решат, что в аэропорту им ничего не грозит!” Напишет ли он автобиографию? Пока не кончатся деньги на оплату сиделок, и не подумает – так он мне говорил. А деньги кончатся отнюдь не завтра. В августе 1990 года журнал Time писал, что разошлось уже свыше восьми миллионов экземпляров “Краткой истории времени” и книгу продолжают покупать. Надо было вычеркнуть и уравнение Эйнштейна!

Нашлись и недовольные, обвинявшие издательство Bantam и самого Хокинга в том, что они используют его инвалидность для повышения продаж. Популярность Хокинга, фыркали эти люди, его слава – слава ярмарочного урода. Вот зачем он позволил поместить на обложку такую откровенную, чуть ли не гротескную свою фотографию? Хокинг возражал, что по договору не имел никакого отношения к обложке. В британском издании он сумел настоять на фотографии получше.

Но ведь была в этом и положительная сторона. Сделавшись “публичным человеком”, Хокинг смог дать миру нечто не менее ценное, чем его научные теории и мысль, что вселенная не состоит из “черепах до самого дна”[228]. Хокинг сумел сообщить миллионам людей не только свой неистощимый интерес к научному исследованию, но и сознание, что внутреннее здоровье можно сохранить даже в тяжелейшем недуге.

Успех книги не только существенно улучшил материальное положение семьи, но и превратил Хокинга в “редчайшее явление”, по словам журнала CAM – в “мультимиллионера, голосующего за лейбористов”[229]. Много лет сам Стивен, его жена и дети боролись с его недугом и угрозой близкой смерти. “Мы всегда жили на краю бездны, и вдруг нам удалось пустить корни и зацепиться на этом обрыве. Думаю, так можно описать то, что произошло”, – говорит Джейн[230]. Теперь появилась иного рода угроза: соблазны и обязанности, принесенные славой, пугающая перспектива – жить в соответствии с имиджем супергероя очередной сказки.

Во второй половине 1980-х Стивена в поездках все чаще сопровождала Элейн Мейсон. Их растущая взаимная привязанность запечатлена на фотографиях, сделанных подругой Элейн, нью-йоркским фотографом Мириам Беркли. К сожалению, безграничная преданность Элейн Стивену, ее стремление оградить его от любых проблем, ревниво оберегаемая “эксклюзивность” их отношений и присущий Элейн неукротимый дух стали раздражать близких Хокинга, других сиделок и помощников, а подчас и его коллег и работников DAMPT. Но их отношения со Стивеном только укреплялись. Остальные его помощники были и профессиональны, и внимательны, однако он предпочитал иметь подле себя Элейн.

О необычной судьбе Стивена Хокинга журнальные статьи и телепередачи упоминали уже в 1970-х. Под конец 1980-х, когда вышла “Краткая история времени”, чуть ли не каждое издание в мире стремилось написать о нем. Репортеры и фотографы подкарауливали Хокинга повсюду. “ДЕРЗНОВЕННЫЙ ФИЗИК ПРОНИК В ЗАМЫСЕЛ БОГА” – вопили заголовки. Его портрет появился на обложке Newsweek с подписью “ПОВЕЛИТЕЛЬ ВСЕЛЕННОЙ” на пестром фоне туманностей и звезд. В 1989 году у Хокинга и его родных брали интервью для шоу ABC 20/20, в Англии вышла посвященная лично ему передача: “Повелитель вселенной: Стивен Хокинг”. Это уже нельзя было назвать успехом или славой – Стивен превратился в культовую фигуру, в суперзвезду. Перешел в один разряд с героями спорта и рок-музыкантами.

Для Джейн Хокинг главным достижением было, “что мы сумели остаться единой семьей, что наши дети так хороши, что Стивен все еще может жить дома и заниматься своей работой”[231]. Миру ничего не было известно о Джонатане Джонсе и об Элейн Мейсон, и оба Хокинга предпочитали держать свои тайны под спудом.

Продолжался град академических наград: еще пять почетных докторских степеней, еще семь международных премий, среди них в 1988 году – премия Вольфа. Эта крупная денежная премия, выплачиваемая израильским фондом, по престижности уступает лишь Нобелевской. В тот же год другой ученый из Кембриджа, Кристофер Полдж, получил премию Вольфа в области сельского хозяйства, и он со своей женой Оливией, как и Хокинги, приехал на торжество в Израиль. В одном интервью Стивен откровенно заявил, что не верит в Бога: “В моей вселенной места для Бога нет”. Джейн едва смолчала: здесь, в Иерусалиме, где все было полно для нее глубочайшего смысла, слышать подобные высказывания было особенно больно.

Роберт тем временем изучал физику и участвовал в соревнованиях по гребле вместе с командой кембриджского Корпус-Кристи. В одной из телепередач показали, как лодка Роберта несется по реке, а все близкие, в том числе Стивен своим синтезированным голосом, подбадривают юношу с берега. Люси подумывала об артистической карьере. Она играла в поставленном Кембриджским молодежным театром спектакле “Собачье сердце” – советской политической сатире 1920-х годов. Труппу пригласили на гастроли в Лондон и Эдинбург. Лондонские гастроли совпадали по времени со вступительными экзаменами в Оксфорд, и Люси решила обойтись без экзаменов в надежде, что ее возьмут на основании хороших выпускных оценок и собеседования, – и ее действительно приняли в университет. Что же касается десятилетнего Тима, о нем Хокинг говорил: “Из троих моих детей этот больше всех похож на меня”[232]. Они с Тимом все время играли, Хокинг выигрывал в шахматы, Тим – в монополию. “Каждый из нас в чем-то превосходит другого”, – радовался Тим[233]. В 1988 году американский фотограф Стивен Шеймс сфотографировал отца и сына, игравших в прятки. В этой игре тоже побеждал Тим: приближение отца выдавало негромкое гудение электромотора.

В передаче ABC 20/20 Люси сказала, что с отцом “ладит неплохо”, хотя оба они упрямы. “Я часто с ним спорю, и, должна признать, никто из нас не любит уступать. Никто и не догадывается, насколько он упрям. Вобьет себе что-то в голову и будет настаивать на своем – плевать на последствия. Ни за что не отступится… сделает так, как ему захотелось, даже если другим из-за этого будет плохо”[234]. Сказано резко, но сама я в разговорах с Люси не раз убеждалась, что она любит отца и уважает его мнение. В интервью ABC она также признала, что ему приходится быть упрямым, иначе бы он не выжил. Сила воли помогает ему работать изо дня в день, ухмыляться, подавать шутливые реплики и словно бы не замечать своего тяжелого состояния. И даже если порой Стивен кажется избалованным и эгоцентричным, ему это можно простить. Что касается здоровья отца и страха за него, Люси сказала: “Мне всегда кажется: о, он справится и с тем, и с этим, потому что он всегда справлялся, что бы на него ни обрушивалось. Конечно, как не волноваться за тяжелобольного человека. Я всегда тревожусь, когда он уезжает”[235]. Люси с ранних лет училась справляться с этими страхами. Мать еще в детстве объяснила ей, что такое БАС. Тогда Люси горько плакала, решив, что папа “вот-вот умрет”[236].

Академический мир все так же глубоко уважал Хокинга и интересовался его работой, но шумиха в прессе несколько смущала. Не требовалось особых математических навыков для того, чтобы подсчитать размеры роялти и сообразить, что за учебу Люси давно заплачено. Зелен виноград: послышались язвительные голоса, мол, его работа ничем не лучше исследований многих ученых, он привлек к себе внимание лишь из-за болезни. Один коллега утверждал, что “Стив и близко не попадет в лучшую дюжину физиков нашего столетия”[237]. Учитывая, сколько великих физиков насчитывает ХХ век, коллега, быть может, и прав – Хокинг не стал бы спорить, – хотя насчет “и близко не попадет” это уж слишком. И все же подобного злопыхательства было на удивление мало. Хокинг чувствовал себя как рыба в воде в любой компании, и это было всем известно – более того, коллеги любили его. Гарвардец Сидни Коулмен, соперничавший с Хокингом не только как ученый, но и как еще один записной клоун у доски, только радовался, что растущая популярность вновь и вновь приводит Стивена в Америку, в том числе в Новую Англию. Другие физики тоже не предъявляли Стивену личных счетов, хотя он и затмил их своей популярностью.

Да, возможно, чисто научные достижения не принесли бы Хокингу всемирной славы и книга не разошлась бы миллионным тиражом. Справедливо ли упрекали Хокинга в том, что он сумел извлечь выгоду из своей болезни, въехал на инвалидном кресле к вершинам богатства и славы? По правде говоря, даже если Стивен предпочел бы иное, обычные люди и в самом деле больше восхищаются его несгибаемым мужеством, чем его научными открытиями. Хокинг не единственный, кому удалось преодолеть, казалось бы, непреодолимое и не терять положительного настроя в самых тяжелых обстоятельствах, но кто сравнится с его блестящим успехом – и с его обаянием?

На протяжении четверти века Стивен Хокинг сумел сохранить этот дух оптимизма, неиссякаемую решительность. Если его и настигало отчаяние, он не показывал вида. Его успех, сама жизнь зависела от его стойкости. Однако до тех пор Стивен нес ответственность только перед самим собой и своими близкими, а в конце 1980-х он сделался источником вдохновения и надежды для миллионов людей, и груз его ответственности возрос многократно. Всем этим людям – отнюдь не только инвалидам – требовалось от Хокинга и его супруги подтверждение: вопреки всем трагедиям жизнь прекрасна и человек велик. Неудивительно, что Хокинга тяготило бремя таких ожиданий. Он отнюдь не считал себя сверхчеловеком. Позднее он скажет, что не видел в себе ни трагическую, ни романтическую фигуру, “совершенную душу, заточенную в изувеченном теле. Я горжусь своим разумом, но и свое тело принимаю как часть себя”. Для инвалидов Хокинг, конечно, сделался величайшим примером, но ведь мало кто мог надеяться на такую же удачу, а Стивен во всем, кроме своего недуга, оказался просто счастливчиком.

Будь ее муж простым учителем физики, ему бы не выделили пятьдесят тысяч фунтов в год на сиделок, рассуждала Джейн Хокинг. Никаких компьютерных программ, синтезатора речи – он проводил бы бесплодные дни в лечебнице, вдали от родных, лишившись общения, возможности хоть чем-то заниматься. Бюрократическое равнодушие государственной службы здравоохранения возмущало Джейн, и она стала вести борьбу за людей с такими заболеваниями, как у Стивена, добиваясь выделения средств на домашний уход за тяжелобольными – нельзя отрывать их от семьи! Благодаря Хокингу университеты задумались о нуждах студентов-инвалидов и начали строить специальные общежития для тех, кто нуждается в постоянном медицинском уходе и при этом посещает занятия. В кабинете Хокинга на картотечном шкафу стоит абстрактная статуэтка из стекла – подарок “Дома Хокинга”, общежития для инвалидов при Университете Бристоля. Такие же помещения обустроил и Кембриджский университет.

И пусть кто-то считал этот успех не вполне заслуженным, в 1989 году Стивен мог сказать, что он вопреки всему одержал победу. Королева наградила его орденом Кавалеров почета – кроме самой королевы, этот орден одновременно могут носить не более шестидесяти пяти человек. Это одна из высших почестей, какой может отметить своего подданного британский монарх. Университет Кембриджа присвоил Стивену почетную степень доктора наук, хотя обычно членам своих же колледжей почетная степень не присваивается. Диплом Хокинг получил из рук принца Филиппа, канцлера университета, и принял участие в торжественной процессии, выходившей из здания Сената под пение хоров Кингс-колледжа и колледжа Сент-Джон и под аккомпанемент ансамбля ударных Кембриджского университета. “Этот год оказался для Стивена самым успешным, – сказала Джейн. – И он очень счастлив”[238]. Он и правда любил свою работу. Сам Стивен говорил: “У меня прекрасная семья, успехи в работе, я написал бестселлер. Чего еще и желать?”[239] Он заслужил свою славу и имел право насладиться ею. Человеку, в 21 год думавшему, что его жизнь кончена, такой поворот событий мог и в голову ударить: эк он подшутил над судьбой!

Но подшучивала и судьба: оглушительный успех книги повлек за собой и кое-какие не столь благоприятные последствия. Меньше времени оставалось на работу. Студенты жаловались на избыток “внеаудиторной деятельности”. Постоянные посетители – и Стивен никому не отказывал. Сплошные поездки – а он впихивал в свой график еще и еще. Огромное количество писем. На первые вопросы читателей “Краткой истории времени” он отвечал сам, но почти сразу же захлебнулся в этом потоке. Справляться с почтой пришлось аспирантам и секретарше.

Известность бывает подчас утомительной. “Благодаря своей популярности мне удается добиться, чтобы дело делалось, помочь другим инвалидам, – говорил Хокинг в одном интервью. – С другой стороны, меня всюду узнают, я никуда не могу отправиться просто так: люди подходят, говорят, как им понравилась книга, фотографируются со мной. Я рад иметь таких читателей, но все же иногда хотелось бы побыть одному”[240]. Он запрограммировал синтезатор речи произносить фразу: “Меня часто принимают за него”. Или: “Меня часто принимают за Стивена Хокинга”. Кого он надеялся обмануть?

Чем плотнее набивал свое и без того перегруженное расписание Хокинг, тем сильнее его коллеги волновались, что науку он вовсе забросит. Однако исследования продолжались. Очередной визит в Калтех в июне 1990 года помог Стивену закончить одно давнее дельце. За шестнадцать лет со времени их спора с Торном накопились данные, свидетельствующие с вероятностью до 95 %, что Лебедь Х-1 все-таки черная дыра. Стивен решил, что настало время расплатиться по тому пари. Торн как раз уехал в Москву, а Хокинг “с сообщниками” проник в его кабинет, где висел обрамленный лист с условиями пари, велел написать на нем, что признает свое поражение, и вместо подписи приложил большой палец.

Покуда ставший знаменитостью физик объезжал дальние страны, в голове он путешествовал на куда более дальние – несравнимо более дальние – расстояния. Еще в 1956 году Джон Уилер придумал термин “квантовые кротовые норы”. И теперь Стивен пытался проникнуть сквозь эти норы туда, где не ступала не только нога, но и мысль человека – в “младенчество вселенных”. Остановимся рядом с ним вне времени и пространства – отсюда открывается лучший вид.

Новый взгляд на воздушный шарик вселенной

Хокинг советует вообразить огромный, стремительно раздувающийся шар. Это и есть наша вселенная. Точки на поверхности шара – звезды и галактики. Рядом с точками – морщинки и неровности. Эйнштейн предсказывал, что в присутствии материи и/или энергии пространство-время искривляется.

Если рассматривать поверхность воздушного шарика под слабым микроскопом, она покажется достаточно гладкой, несмотря на морщинки. Но стоит глянуть на нее сквозь мощные линзы, и мы убедимся, что не такая уж она однородная. Эта поверхность словно вибрирует, размывается, расплывается (см. рис. 10.9).

Мы уже наблюдали такого рода размытость. Принцип неопределенности размывает вселенную на квантовом уровне. Невозможно точно определить одновременно и положение частицы, и ее движение. Можно представить себе неопределенность так: каждая частица дергается в непредсказуемых микровибрациях. Чем внимательнее к ней присматриваешься, тем яростнее она дергается. Сколь бы пристально мы ни вглядывались в квантовый уровень материи, в лучшем случае мы сможем утверждать, что частица с такой-то вероятностью находится здесь или с такой-то вероятностью движется так. Такому же закону непредсказуемости подчиняется и поверхность нашего воздушного шара. При достаточно сильном увеличении квантовые флуктуации становятся непредсказуемо хаотичными, и мы можем лишь устанавливать вероятность для чего угодно!

А каким виделось Стивену Хокингу это “что угодно”? В конце 1980-х он обдумывал возможность появления небольшой выпуклости на космическом шарике. Такое случается с обычными праздничными шариками, если в одном месте резинка окажется чуть слабее и тоньше. Шарики, как правило, сразу лопаются, но изредка дело ограничивается появлением выпуклости. Если бы удалось заметить такую выпуклость на космическом воздушном шарике, это и было бы рождением вселенной.

Как это звучит: “рождение вселенной”! Станем ли мы когда-нибудь свидетелями подобного события? Нет, и прежде всего потому, что оно происходит в мнимом времени, о котором мы говорили в главе 10, а не в “реальном”. А еще мы не увидим рождения вселенной потому, говорит Хокинг, что маленькая новая вселенная и впрямь очень мала. “Пуповина”, соединяющая наш мир с младенческой вселенной, скорее всего, имеет диаметр не более 10^–33 сантиметров. Единица в числителе и единица с тридцатью тремя нулями в знаменателе. Столь малую величину трудно себе вообразить. И столь же немыслимо мал интервал, на который приоткрывается “окошко” в тот мир, нечто вроде крошечной черной дыры – оно и зовется “кротовой норой”. Появляется – и тут же затягивается. В главе 6 мы говорили о других “мгновенных” явлениях: обсуждая излучение Хокинга, мы предложили рассматривать флуктуации энергетического поля как появление пар очень недолговечных частиц. Так и кротовые норы – флуктуации в ткани пространства-времени, на поверхности космического воздушного шарика.

Хокинг предположил, что висящий на подобной пуповине эмбрион вселенной не так уж кратковечен и то, что началось с малого, вполне может стать великим. Постепенно эта новая вселенная расширится и станет как наша нынешняя, распространится на миллиарды световых лет во все стороны. Вселенная, подобная нашей, но пустая? Отнюдь нет. “Вещество, – напоминает Хокинг, – может возникнуть во вселенной любого размера благодаря гравитационной энергии”[241]. Последствия? Галактики, звезды, планеты и, возможно, жизнь.

Много ли таких малышек и взрослых вселенных? Неужели они возникают повсюду? Прямо в сливе раковины? Внутри наших тел? Хокинг говорит – да, вполне вероятно, что новые вселенные постоянно возникают рядом с нами и даже внутри нас, а мы никоим образом не можем их заметить.

А наша вселенная тоже развилась из такого вздутия в боку другой вселенной? И на этот вопрос Хокинг отвечает положительно. Наша вселенная может оказаться частью бесконечного лабиринта вселенных, которые разрастаются и присоединяют к себе новые, неисчерпаемые соты, где есть и младенческие, и вполне совершеннолетние вселенные. Кротовые норы – ходы сообщения между двумя вселенными – тоже могут возникнуть отнюдь не в одном месте. Возможно, кротовыми норами части нашей вселенной соединяются друг с другом или же соединяются разные эпохи (см. рис. 12.1).

Жизнь в квантовом решете

Напряжем фантазию еще больше и попытаемся представить себе мир с точки зрения электрона. Если повсюду во вселенной имеются квадрильоны кротовых нор, которые то появляются, то исчезают, тогда с точки зрения электрона это похоже на кипящий котелок с густой кашей. Пробраться сквозь этот горшок так же трудно, как путешествовать по гигантскому, все время меняющему очертания ситу. Если электрон движется по прямой линии, он почти наверняка наткнется на кротовую нору, провалится в нее и вылетит в другую вселенную. И это как-то сомнительно, ведь получается, что из нашей вселенной исчезает частица вещества, чего быть не должно. Но в данной теории проблема решается просто: обратно в нашу вселенную влетает такой же точно электрон, и равновесие восстанавливается.

Заметили бы мы подмену электронов? Нет, с нашей точки зрения все выглядит несколько иначе: мы видим один-единственный электрон, путешествующий по прямой. Хокинг предположил, что существование черных дыр вынуждает электроны двигаться так, словно их масса больше, – если бы кротовых нор не было, их движение указывало бы на меньшую массу. Выходит, при попытке предсказать массу частицы, нужно сперва решить, существуют ли в реальности кротовые норы.

Рис. 12.1. Кротовые норы и молодые вселенные.

В теории, если электрону, падающему в кротовую нору, сопутствует фотон, то не происходит ничего экстраординарного. Мы увидим лишь обычный обмен частицами-вестниками в электромагнитном взаимодействии: один электрон испускает фотон, другой его поглощает. Хокинг предположил, что массы всех частиц и все взаимодействия между частицами, непрерывную активность всех четырех сил по всей вселенной можно объяснить как падения в кротовые норы и появления из них.

Тут вы, пожалуй, спросите, каким же образом частицы протискиваются в кротовые норы, ведь кротовые норы меньше любых известных нам частиц. Как и в случае с излучением Хокинга, то, чего мы никак не можем вообразить, оказывается возможным в квантовой механике.

Когда Хокинг принялся вычислять воздействие кротовых нор на массы частиц, в том числе на массу электрона, его подсчеты показали, что эти массы должны бы быть гораздо больше, чем мы наблюдаем на самом деле. Потом Хокингу и другим исследователям удалось прийти к более умеренным числам, но тогда, в конце 1980-х, Хокинг усомнился, в состоянии ли теория кротовых нор предсказывать массы частиц в нашей или в любой другой вселенной. В главе 2 уже заходила речь о “произвольных элементах”, не поддающихся измерению и не предсказываемых теорией. Массы частиц и параметры действующих во вселенной сил до сих пор оставались произвольными элементами в любых выдвигавшихся учеными теориях. Теория кротовых нор тоже не избавляется от произвольности, но хотя бы объясняет, почему эти элементы оказались произвольными. Хокинг думал, что массы частиц и другие фундаментальные числа вселенной могут оказаться “квантовыми переменными”, то есть такими же неопределенными, как путь частицы или события на поверхности космического шара. Эти числа фиксируются случайным образом в момент возникновения вселенной. Так сказать, кости брошены, и с этого момента для данной вселенной произвольные элементы определены, однако теория никоим образом не сумеет предсказать, как именно лягут кости и даже какой расклад наиболее вероятен. Хокинг не был до конца уверен, что из теории кротовых нор следуют именно такие выводы, однако сама идея, что фундаментальные числа и, быть может, даже “законы природы” вовсе не едины для всех вселенных, но отличаются для каждой из них, еще понадобится ему позднее и в другой связи.

Туго свернутая вселенная

“Великая загадка: почему квантовые флуктуации не свертывают вселенную в тугой шар”, – рассуждал Хокинг[242]. Это одна из тех великих загадок, которые необходимо разрешить на подступах к теории всего.

Физики называют эту загадку энергии в (так называемом) вакууме проблемой космологической константы. Как вы помните, еще Эйнштейн обдумывал возможность космологической константы, уравновешивающей гравитацию и препятствующей изменению размеров вселенной. Позднее он счел эту мысль “величайшим заблуждением своей жизни”. Но термин сохранился, хотя изменил значение: теперь “космологической константой” называется число, указывающее на плотность энергии в вакууме, энергетическая плотность вакуума. Здравый смысл шепчет: нет там никакой энергии, но, как мы убедились, в силу принципа неопределенности и “пустое” пространство не вовсе пусто. Оно лопается от энергии. Космологическая константа (энергетическая плотность вакуума) должна быть огромна, и общая теория относительности утверждает, что масса или энергия такой величины должна плотно свернуть вселенную.

Однако вопреки принципу неопределенности и общей теории относительности вселенная не сворачивается. Напротив, к тому времени, когда Хокинг взялся разрабатывать теорию кротовых нор, величина космологической константы уже была установлена – и это подтвердилось в наблюдениях – близко к нулю. Это же подтверждается и скоростью расхождения галактик, и самим фактом нашего существования. “Большая космологическая константа, как положительная, так и отрицательная, сделала бы вселенную непригодной для жизни”, – напоминает Хокинг[243]. Размер космологической константы – один из примеров “гармонизации”, о которой мы говорили в главе 9. Выходит, Эйнштейн поспешил с признанием своей “ошибки”. Но этого в начале 1990-х никто не знал.

Но почему же теория сулит нам огромную космологическую константу, а мы наблюдаем маленькую? Вспомним еще раз пары частиц в излучении Хокинга. В теории супергравитации, о которой Хокинг говорил в своей Лукасовской лекции, пары фермионов (частиц материи) испускают в вакууме отрицательную энергию и уравновешивают положительную энергию бозонов (частиц-вестников). Это может послужить хотя бы частичным объяснением, но не все тут просто. Во-первых, эти частицы взаимодействуют не только с гравитацией. И даже если нас окружает огромное количество плюсов и минусов, которые взаимно нейтрализуют друг друга, трудно поверить, чтобы они в точности уравновесились и дали ноль. Сидни Коулмен, разделявший интерес Хокинга к кротовым норам, признавался: “Ноль – число подозрительное. Представьте себе, что на протяжении десятилетий вы тратите, не считая, миллионы долларов, а когда наконец заглянули в строку прихода, оказалось, что приход с расходом сходится до цента”[244]. Еще менее вероятно, чтобы точно в ноль вышла космологическая константа.

Справятся ли с этим парадоксом кротовые норы? Хокинг предполагал, что ветвящиеся в каждой точке кротовые норы превращают космологическую константу, энергетическую плотность вакуума, в “квантовую переменную”, подобную массе частиц. Размер ее может быть любым. Какова вероятность, что он окажется около нуля? Представьте момент рождения вселенной, когда “малышка” отделяется от существующей вселенной. Теория кротовых нор предполагает существование множества вселенных, и гораздо больших, чем наша нынешняя, и невообразимо малых, и так далее. Новорожденная вселенная через кротовую нору скопирует величину космологической константы одной из этих вселенных, как бы “унаследует” ее. В момент рождения человека непринципиально, унаследовал ли он музыкальный слух, – этот талант проявится позже. Так и при рождении вселенной несущественно, “унаследовала” ли она космологическую константу, близкую к нулю. Ее константу вообще нельзя будет измерить, пока вселенная не подрастет. При таком разнообразии вселенных все же наиболее вероятно, что крошка унаследует космологическую константу через кротовую нору, связывающую ее с одной из полноразмерных вселенных, а такие возникают лишь при условии, что все плюсы и минусы вакуума в сумме дали ноль. Коулмен исследовал вероятность существования вселенной (согласно теории кротовых нор), в которой космологическая константа близка к нулю, то есть вселенной, похожей на нашу. Оказалось, что куда менее вероятно существование любого другого вида вселенной.

Кротовые норы и теория всего

Кротовые норы и малышки-вселенные захватили воображение многих ученых. Начались оживленные споры, посыпались альтернативные версии. Это хороший признак. “Наука о младенчестве вселенных сама переживает младенчество, – шутил Хокинг, – но она быстро взрослеет”[245]. Поможет ли гипотеза о кротовых норах и малышках вселенных построить полную теорию вселенной?

Прежде всего, как мы уже убедились, эта теория предлагает новый взгляд на проблему космологической константы, на мучительный вопрос о плотности энергии в вакууме – почему же вселенная не съеживается, хотя вроде бы должна? Верил ли Хокинг в то, что теория кротовых нор поможет преодолеть этот парадокс на стыке общей теории относительности и квантовой механики? “Я бы не стал заходить так далеко, – осторожничал Хокинг. – Фундаментального противоречия здесь нет, но имеются технические проблемы, которые с помощью кротовых нор преодолеть не удалось”[246].

Во-вторых, теория кротовых нор не разваливается, если проследить ее “до начала”. Если вернуться к Большому взрыву, то, согласно теориям Эйнштейна, там мы столкнемся с сингулярностью, в которой все известные нам законы физики отменяются. Предположение Хокинга об отсутствии граничных условий привело к выводу: в воображаемом времени сингулярности нет. Теория кротовых нор предполагает, что в мнимом времени наша вселенная могла зародиться как крошка-вселенная, отпочковавшаяся от другой вселенной.

В-третьих, теория кротовых нор увязывает квантовую механику и теорию относительности, позволяя нам достаточно наглядно, геометрически представить себе квантовые флуктуации, квантовые кротовые норы и маленькие вселенные как нечто похожее на свертывание пространства-времени и черные дыры на астрономическом уровне. Фундаментальные числа нашей вселенной, массы и заряды частиц и космологическая константа, обусловлены формой, геометрией лабиринта взаимосвязанных вселенных.

Другие теории не могут предсказать размеры и заряды частиц. Во всех теориях присутствуют произвольные элементы. Житель иного мира, никогда не видевший нашей вселенной, не мог бы воспользоваться этими теориями, чтобы вычислить фундаментальные числа, – ему пришлось бы всмотреться в “реальную” вселенную. Как мы видим, продолжается спор о том, поможет ли нам теория кротовых нор понять и вычислить фундаментальные числа или же именно из-за кротовых нор маловероятно точное предсказание этих чисел внутри любой теории.

Была надежда, что предсказывать массы и заряды частиц научится теория суперструн, представляющая все во вселенной не в виде точечных частиц, а в виде крошечных вибрирующих струн. Хокинг относился к этой надежде весьма сдержанно: “Если верна теория о зародышах вселенных, возможность предсказывать эти величины ограниченна”[247]. Знай мы, сколько существует вселенных и каковы их размеры, – другое дело, но этого мы не знаем. Мы не можем разглядеть, как они присоединяются к нашей вселенной или отпочковываются от нее. Мы не знаем, как все это выглядит, какие принимает формы. Знаем только, что если вселенные действительно соединяются или почкуются, это скажется на видимых величинах масс частиц и их зарядов. То есть в предсказуемых величинах получится пусть небольшая по значению, но все же несомненная неопределенность.

Хокинг особо не беспокоился, приведет ли его этот путь размышлений к теории всего или нет. У него своя стратегия: сосредоточиться на понятных ему областях, разбираться с тем, что происходит и как обстоит дело там, где встречаются теория относительности и квантовая механика. Он считает, что сделанные таким образом открытия устоят и останутся верными независимо от того, какую форму примет теория вселенной и кто ее изобретет. Его картина мироздания войдет в состав более общей или более фундаментальной картины.

Спасая историю

Поклонники научной фантастики не простят нам, если мы оставим в стороне вопрос о путешествии через кротовую нору в другую вселенную или в другую часть нашей вселенной чего-нибудь покрупнее частицы. Множество научно-фантастических книг использовало эту идею. Казалось бы, неплохой способ преодолевать огромные расстояния в пространстве.

Научная фантастика и научная мысль объединились в 1985 году, когда по просьбе Карла Сагана Кип Торн вместе с учениками попытался разобраться с возможностью таких полетов. Сагану требовалось в мгновение ока доставить героиню своего романа “Контакт” на другой край вселенной. Беда в том, что кротовая нора, сквозь которую может пролезть человек, до крайности нестабильна: достаточно малейшего колебания – а появление человека вызовет немалое колебание, – и дыра уничтожится вместе с “пассажиром”. Торн решил, что можно было бы искусственно удерживать раструб кротовой норы открытым с помощью пока неведомого вещества с отрицательной плотностью энергии. Быть может, понадеялся он, намного более развитой цивилизации удалось бы такое изобрести. Хокинг отреагировал на это предположение кратко и резко: “Ошибаешься”. “В нашем сообществе не принято миндальничать, когда один ученый считает другого неправым”, – поясняет Торн[248].

Хокинг решил доказать свою правоту и в результате получил “гипотезу хронологической защиты”. Он, в частности, выступал против использования кротовых нор в качестве машины времени, утверждая, что природа “закрывает” такие траектории в пространстве-времени, которые позволили бы вернуться в прошлое (“закрытая времяподобная кривая”). Кротовая нора взорвется при попытке использовать ее как машину времени, и этот взрыв, по словам Хокинга, “убережет вселенную для историков”: нельзя вернуться в прошлое и изменить ход истории. В статье, написанной в 2002 году к шестидесятилетию Хокинга, Торн напомнил, что гипотеза хронологической защиты была именно гипотезой: “Мы оба работали с законами физики в такой сфере, где не могли быть уверены в их правильности”[249]. Хокинг считал “лучшим доводом против возможности путешествия во времени тот факт, что нас не оккупировали орды туристов из будущего”[250], но сам же и оговаривался: возможно, наше время пользуется такой дурной репутацией (в качестве курорта), что не привлекает путешественников по кротовым норам.

Кип Торн восхищался статьей Хокинга о гипотезе хронологической защиты как “шедевром”, что отнюдь не принуждало его соглашаться. На шестидесятый день рождения Торна Хокинг тоже сделал другу подарок: расчет вероятности существования кротовой норы – машины времени – с точки зрения квантовой механики. Итог оказался неутешительным: одна на 10⁶⁰[251].

А как насчет маленьких черных дыр? Когда первичные черные дыры испаряются, что происходит со всем тем, что в них упало? Теория кротовых нор предполагает, что эта пропажа не возвращается в нашу вселенную в виде частиц, а проскакивает в новорожденную вселенную. Снова страшный призрак информационного парадокса! В одну черную дыру проваливается, из другой в виде частиц появляется и так далее. Космическое путешествие – эксклюзивно для частиц, – и при этом не происходит потерь информации.

Послужат ли кротовые норы и младенческие вселенные решению “информационного парадокса”? Если вы обрадовались и решили, что у вселенной найдется способ уберечься от утраты информации, зря надеетесь: Хокинг такого оптимизма отнюдь не поощряет.

Во второй половине XX века кембриджский департамент прикладной математики и теоретической физики располагался в огромном мрачном здании – архитектурном чудище, напрочь лишенном изящества. Вероятно, сотрудники департамента были так увлечены своей работой, что не замечали обстановки, а может, любили старое здание за что-то иное, не за красоту.

Чтобы попасть внутрь, нужно было свернуть с Силвер-стрит в узкий проулок, к заасфальтированной парковке и красной двери. Казенная обстановка, сложный лабиринт коридоров. За небольшим холлом коридор резко сворачивал направо мимо старинного чернометаллического лифта, какое-то время шел прямо, затем поворачивал и расширялся, ведя мимо почтовых ящиков и досок объявлений, где вывешивалось расписание семинаров и лекций, а заодно можно было полюбоваться и похабными граффити. Затем коридор столь же внезапно сужался и упирался в дверь просторной гостиной.

Десятилетиями соблюдалась традиция: в четыре часа дня весь департамент собирался в этой гостиной на чай. В остальное время в опустевшей комнате приглушали освещение, но все равно глаза резал ядовито-зеленый цвет – виниловых кресел у низких столиков, деревянной отделки, нижней части поддерживавших высокий потолок колонн. Имелся тут стол со стопками научных публикаций, на одной стене висели хулиганские фото нынешних студентов и преподавателей, на другой – официальные портреты прежних Лукасовских профессоров. В дальнем конце помещения – огромные окна, обеспечивавшие дневное освещение и вид на голую стену по другую сторону проулка.

Из общей комнаты выходили двери во многие кабинеты, в том числе в кабинет Хокинга. Его логово обозначалось табличкой: “Тише, босс спит”. Кокетство, разумеется: на самом деле Хокинг часами усердно работал в этой обжитой им комнате с высоким потолком, где на столе рядом с компьютером стояли фотографии его детей, зеленело несколько растений, на двери прикрепили портрет Мэрилин Монро в полный рост. Единственное – зато очень большое – окно выходило на парковку. С 1985 года в этом кабинете вместе с Хокингом постоянно находилась сиделка.

Рабочий день Хокинга начинался около 11 часов. Вместе с секретарем он просматривал расписание. Под конец 1980-х расписание превратилось в нечто вроде домашней игры: ни Стивену, ни секретарю не удавалось его соблюсти, и тот, кто являлся на встречу с Хокингом, должен был приготовиться к неожиданностям.

День продолжался под тихие щелчки переключателя, на который нажимал Хокинг. Сидя в своем кресле, он спокойно следил за тем, как всплывают на экране слова, и выбирал нужные для общения с гостями и интервьюерами, консультаций с коллегами, наставлений студентам, телефонных разговоров, подготовки лекций или ответов на письма. Порой раздавалось негромкое гудение мотора: Хокинг выезжал из своего кабинета и катился, управляя креслом с помощью джойстика, через гостиную по коридору в другие помещения, на встречи и семинары. Сиделка шла следом. Время от времени компьютерный голос просил ее усадить пациента поудобнее или отсосать жидкость, скопившуюся у него в дыхательных путях.

К концу 1980-х в штате Хокинга числилось немало сиделок, весьма опытных, разного возраста и пола. Все они обожали своего подопечного, наводили на него красоту – расчесывали ему волосы, протирали очки, промокали подбородок (Хокинг не контролировал слюноотделение) и по многу раз на дню “придавали ему вид”. Полностью зависевший от помощи других людей, Хокинг тем не менее отнюдь не казался беспомощным. Он оставался упрямым и решительным и все в своей жизни определял сам. Помощники говорили, что работать с такой сильной личностью трудно, зато интересно. Раздоров и конкуренции между сиделками, о чем писала впоследствии Джейн Хокинг, я никогда не замечала.

На исходе 1980-х с потоком писем не справлялись уже научный секретарь, личный секретарь Сью Мейси и одна из сиделок, на которую возложили еще и эту обязанность. Они, как могли, старались отвечать на письма, стихи, видеокассеты, присылаемые со всех концов мира. Многие делились собственными трогательными историями и заслуживали вдумчивого ответа. Жаль было отделываться открытками с клишированным текстом, но если бы Хокинг с утра до вечера возился с почтой, он бы все равно не сумел ответить даже на малую часть этих посланий.

В час дня, в дождь или вёдро, Хокинг выезжал на кресле с портативным компьютером на узкие улочки Кембриджа. Иногда ему сопутствовала только сиделка, в другой раз следом трусцой поспевали студенты. Недолгий путь через самое сердце Кембриджа, мимо магазинчиков на Кингс-парейд, часовни Кингс-колледжа и здания Сената к Гонвилл-энд-Киз на ланч с другими членами колледжа. Сиделка накидывала ему на плечи слюнявчик и кормила с ложки. За едой Хокинг вел беседу, постоянно нажимая на кнопку джойстика и выбирая слова, обращенные к соседям за столом.

После ланча он возвращался в DAMPT. Своей манерой бесстрашно раскатывать на инвалидном кресле Хокинг запугал и Старый, и Новый Свет. Студенты выбегали перед ним на проезжую часть Кингс-парейд и Силвер-стрит, останавливали автомобили, грузовики и велосипеды, а Хокинг знай себе катил – привилегированный транспорт. Многие опасались, что его прикончит не БАС, а грузовик.

В 4 часа Хокинг вновь являлся из-за ядовито-зеленой двери. Четырехчасовой чай – священная традиция: пустовавшая дотоле комната наполнялась оглушительным шумом голосов, звяканьем ложечек в чашках. Физики и математики в большинстве своем одевались как на стройку, “группа по относительности”, кучковавшаяся вокруг Хокинга, смахивала на рок-ансамбль в дождливый день. Говорили не о пустяках, говорили о кротовых норах, Евклидовых областях, скалярных полях и черных дырах. На приземистых столиках писали уравнения. Суховатый юмор Хокинга задавал тон в его углу, и студенты уверяли, что две-три его реплики за чаем стоили двухчасовой лекции иного светила. Хокинг научился плотно упаковывать свои соображения в лаконичные фразы. Перечитывая записи разговоров с ним, легко убедиться, как точно он выбирает слова для выражения своих мыслей.

В четыре тридцать гостиная пустела столь же стремительно, как до того заполнялась, оставалась гореть лишь одна длинная флуоресцентная лампа. Хокинг возвращался в свой кабинет работать до семи. В это время дня он мог больше внимания уделить студентам.

Вечерами Хокинг ужинал в колледже или же в фургоне, оборудованном на деньги от полученной в 1988 году израильской премии Вульфа, ездил в театр или на концерт. Он непременно посещал школьные вечера с участием Тима – младший Хокинг играл на виолончели так же талантливо, как его старшая сестра. Иногда Хокинг допоздна засиживался за работой в своем кабинете.

В один из таких вечеров в декабре 1989 года я пришла обсудить с ним замысел первой моей книги о нем. Мы поговорили о черных дырах, я прочла ему пару страниц, чтобы проверить, все ли я поняла правильно. Пожаловалась, что выходит суховато: мой редактор считал, что забавам и шуткам не место в книге о науке. Хокинг сказал: “Книга должна быть смешной. Так ему и передайте”. Я понадеялась, что совету самого Хокинга мой редактор не сможет не внять. Ведь книги Хокинга распродавались как горячие пирожки – миллионами экземпляров. Посреди разговора, следя за всплывающими на экране словами, я встревожилась, прочитав: “Подсадите меня повыше”. Но тут же сообразила, что эта просьба адресована не мне, и оглянулась на сидевшего возле нас молодого медбрата. Тот встрепенулся и усадил Хокинга поудобнее.

За тот вечер мы составили план работы. Хокинг поручил личному секретарю показать мне детские и семейные фотографии и те страницы, которые он написал о своем детстве и о болезни, однако не стал публиковать. Он пообещал проглядеть вместе со мной научные разделы книги – в мае или июне, когда я их закончу.

Конец брака

Постоянное внимание, чуть ли не поклонение не проходит для человека даром: его восприятие жизни искажается, каким бы разумным он ни был, каким бы чувством юмора ни обладал. Четверть века Хокинг бился за то, чтобы не считаться недочеловеком, – и преуспел, даже слишком: теперь его провозгласили сверхчеловеком. Он никогда не поощрял эту лесть сознательно, он не хотел быть чем-то большим или меньшим, чем просто человек. Но критики нашли, к чему придраться: не очень-то он старался разрушить образ сверхчеловека. Положа руку на сердце: а кто бы на его месте старался? Быть сверхчеловеком забавно, и книги лучше продаются. К тому же каким образом он мог рассеять это заблуждение? Даже фразы вроде: “Мне бывает неловко, когда восхваляют мою отвагу: я делал лишь то, что оставалось делать в подобной ситуации”[252], – одни считают данью этикету, другие – очередным проявлением все того же героизма.

При этом Хокинг все глубже вживался в ответственную роль – примера для других инвалидов и защитника их прав. На конференции по профессиональной ориентации, состоявшейся в университете Южной Калифорнии в июне 1990 года, он чуть ли не призывал к оружию: “Необходимо организовать общение детей-инвалидов со сверстниками. От этого зависит их самоидентификация. Как может осознать себя частью человечества тот, кого с ранних лет изолировали от людей? Это же апартеид!” Стивен заявил, что ему повезло – недуг настиг его уже взрослым, а детство он провел с физически здоровыми друзьями, играя в обычные мальчишеские игры. Он отдавал должное изобретениям, которые помогали ему вести полноценную научную жизнь, однако твердил: “Инвалидные кресла и компьютеры компенсируют наши физические изъяны, но гораздо важнее правильное отношение. Инвалиды должны бороться и изменить отношение к себе, как это сделали негры и женщины”[253]. И тут даже критики не решились бы ничего возразить: Хокинг сделал для пробуждения общественной совести больше, чем когда-либо удавалось инвалидам и их защитникам.

Хокинг носился из страны в страну, произносил речи, принимал награды, проводил пресс-конференции, наслаждался всеобщим вниманием. Все чаще в этих странствиях его сопровождала Элейн Мейсон. Кембриджские друзья следили за перемещениями своей “главной знаменитости” с гордостью и с удовольствием, но не без тревоги. Никто не завидовал: пусть Хокинг веселится на полную катушку, но что будет с его работой? Не увлечется ли он игрой во “властелина вселенной”? Не вытеснит ли слава научные изыскания? При его природном упрямстве и самоуверенности не превратится ли Стивен в капризную звезду? Как отразится это на его семье? Выдержит ли испытание славой брак, устоявший вопреки стольким трудностям и невзгодам? Публика норовит захватывать своих героев целиком. Станет ли Стивен вновь прежним Стивеном? На это уже почти и не надеялись.

Об отношениях Джейн Хокинг и Джонатана Джонса по-прежнему знали только самые близкие, и сенсация так и не просочилась в массы или в массмедиа – поразительное достижение для маленького города и тесной университетской общины. Однако в интервью Джейн 1989 года прозвучала настораживающая нота: “Первоначально оптимизм исходил от меня. Стивен заразился моим оптимизмом. Теперь его решимость заметно превосходит мою. Я за ним не поспеваю. Мне кажется, он ищет компенсацию в том, что берется делать все подряд”[254]. Этого “всего подряд” и в самом деле становилось многовато. Для Джейн великой победой было уже то, что Стивен жил с семьей и вел в общем-то нормальную жизнь. Сам Стивен хотел гораздо большего. Перед ним открылось столько возможностей, столько дверей – прежде он и мечтать о подобном не мог. Его буквально разрывали на части.

Вся эта деятельность, и награды, и слава отдаляли Стивена от семьи, и родные, в свою очередь, начали отдаляться от него, уходить в самостоятельную жизнь. Старшие дети давно уже стремились выйти из тени отца, добиться независимости. Джейн перестала сопровождать его в путешествиях, появляться вместе с мужем на публичных мероприятиях. Она занималась преподаванием и садом, книгами и музыкой. Уроки пения принесли свои плоды, Джейн приняли в лучший кембриджский хор, она часто исполняла соло для сопрано. Появились и другие друзья, помимо Джонатана, разделявшие ее веру. Ее роль при Стивене изменилась: теперь, по словам Джейн, ей уже не приходилось вдыхать мужество в больного супруга. Теперь надо было “напоминать ему, что он не Господь Бог”[255].

Двадцать пять лет Стивен и Джейн Хокинг являли миру идеальный образец того, как любовь преодолевает даже смертельную угрозу. Стивен всегда повторял, что в браке нашел источник и жизненных сил, и успеха. Телефильм 1989 года “Властелин вселенной” заканчивался трогательной сценой. Родители сидят над уснувшим Тимом, и Стивен говорит: “Большего и желать невозможно”. Супруги Хокинг превратились в общеизвестный символ, гласивший, что и на краю бездны можно создать прекрасную семейную жизнь.

Весной 1990 года этот край бездны, уже ряд лет осыпавшийся, рухнул окончательно, да так, что всех застал врасплох. Еще в декабре 1989-го, когда я впервые завела с Хокингом разговор о книге, мне казалось, что жизнь на Силвер-стрит идет гладко, налаженно, под ровное гудение электромотора. Явившись туда в начале лета 1990 года с “научными” главами, я застала полный раздрай. Неделю подряд мы встречались с Хокингом, он редактировал мои главы, а я все пыталась понять, почему в департаменте все так напряжены, почему ближайшие к Стивену люди, его помощники, словно ходят по лезвию ножа.

Наконец друг, близко знакомый также и с Джейн Хокинг, посвятил меня в тайну: Стивен сказал жене, что уходит к Элейн Мейсон. Хотя внимание прессы к этой семье достигло того уровня, при котором подключаются уже и папарацци, Хокинги столь ревниво охраняли свой личный мир, что даже я, писавшая о Стивене книгу и бравшая у него интервью, ничего не заподозрила. Таков был трагический конец прекрасного, героического брака. Только для самых близких это не стало неожиданностью, но два-три человека из числа наиболее доверенных помощников уволились, не в силах выдержать водоворот рушащегося брака и новых отношений Стивена. Сью Мейси изо всех сил пыталась удержать судно на плаву.

Хокинги расстались незадолго до дня, когда им предстояло праздновать серебряную свадьбу. Кроме краткого упоминания в прессе о том, что они разошлись, но Стивен не исключает возможности примирения, никто из супругов никак не комментировал эти события публично. Друзья и коллеги настолько уважали Хокинга, что в маленьком городе, где сплетни обычно распространяются со скоростью лесного пожара, эта новость расходилась крайне медленно. Однако, по мере того как о разводе узнавало все больше знакомых в Кембридже и во всем мире, люди реагировали на эту весть словно на трагедию. “Все разводятся”, но ведь это был необычный брак. Поначалу общественное мнение обратилось против Стивена, который покинул жену, – а она-то столь мужественно поддерживала его все эти годы! И лишь когда в конце 1990-х Джейн опубликовала собственные воспоминания, сложилась более четкая картина, и мир узнал, что брак дал трещину намного раньше.

Хокинг покинул дом на Уэст-роуд и поселился вместе с Элейн в Пайнхерсте, привлекательном, достаточно изолированном районе неподалеку от Грандж-виллидж. В начале 1990-х Элейн частенько возвращалась сюда на скейтборде, проводив своих сыновей в школу.

Так Хокинг подрубил один из столпов, на которых, по его собственным словам, держалась его жизнь: ушел из семьи. Что станется с другим столпом – работой?

Лукасовская лекция – дубль два

Хотя многие опасались, как бы перемены в личной жизни Хокинга не отразились на его работе, сам он все с той же целеустремленностью продолжал заниматься наукой. Как он выражался, “не терпелось продолжить дело”. СМИ все еще видели в нем физика, призванного соединить все гипотезы в теорию всего, – удастся ли ему это?

Наибольшие надежды по части теории всего возлагались не на ту область, в которой трудился Хокинг, а на теорию суперструн. Однако подобного рода “мода” в физике сменяется то и дело, и как раз тот, кто работает в несколько иной сфере, может взглядом со стороны охватить несколько идей и увидеть, как их соединить во всеохватывающую теорию. С другой стороны, кое-кто считал, что для физика-теоретика Хокинг уже староват. Великие открытия совершаются в этой науке молодыми: требуется свежий ум, дерзость и страсть, даже некоторая наивность юности. Но Хокинг и после сорока не утратил этих качеств. Не стоило сбрасывать его со счетов.

Хватит ли ему на все задуманное времени? Болезнь прогрессировала, однако существенно замедлилась. Тревожился ли он сам о том, что смерть может настигнуть его прежде, чем он завершит свой труд? В 1990-м Хокинг ответил, что никогда не заглядывает так далеко в будущее. Он столько уже прожил под угрозой скорой смерти, что перестал бояться. Его труд – часть командной работы, не станет его – продолжат другие. Он никогда не заявлял, будто в поисках теории всего без него не обойтись. “Но и умирать я не спешу, – уточнял он. – Еще многое хотелось бы сделать”[256].

В июне 1990 года, через десять лет после той Лукасовской лекции, я спросила его, какие изменения он внес бы в свою речь, доведись ему произнести ее заново на юбилей. В самом ли деле близится конец теоретической физики? Да, отвечал он, однако до истечения ХХ века этого не произойдет. И многообещающим кандидатом на роль теории всего уже не казалась супергравитация N=8, как он утверждал тогда. Теперь на первое место выдвинулась теория суперструн: основные объекты вселенной состоят из крошечных вибрирующих суперструн, а различные частицы – это разные формы вибрации этих струн. На разработку этого направления требовалось время. Еще лет двадцать или двадцать пять, предполагал Стивен.

Я спросила его, поможет ли его гипотеза об отсутствии граничных условий ответить на вопрос о граничном состоянии вселенной. Он ответил утвердительно.

Хокинг сказал также, что теория кротовых нор стала важным этапом на пути к теории всего. Она объясняет, почему ни теории суперструн, ни другим теориям не удается предсказать фундаментальные числа вселенной, например, заряды и массы частиц.

А что произойдет, когда теорию всего наконец создадут? По мнению Хокинга, заниматься после этого физикой – все равно что ходить в горы после покорения Эвереста. И все же в “Краткой истории времени” он назвал это завершающее открытие всего лишь началом, потому что теория всего объяснит, как устроена вселенная, почему она так устроена, однако не объяснит самого факта ее существования. Теория всего – это лишь набор правил и уравнений. “Что вдыхает жизнь в уравнения и создает вселенную, которую они описывают? С какой стати вселенная вообще соизволила существовать?”[257] На эти вопросы традиционная наука с ее математическими моделями ответить не сможет.

Хокинг не прекращал поисков. “Если б я ответил на эти вопросы, я бы знал все, что важно знать”[258]. “Ибо тогда нам станет понятен замысел Бога”[259]. Такими словами он закончил свою книгу, однако интервьюеру с телевидения признавался: “Я уже не так уверен, что нам удастся понять, почему вселенная существует”[260]. Но он не задавался вопросом, так ли уж необходима теория всего, чтобы познать разум Бога, или же, как пыталась убедить его Джейн, существуют и другие пути к Богу, кроме науки.

Звездопад

В 1990 году Хокинг был удостоен почетной степени доктора Гарвардского университета. Присутствовавшие на церемонии и последовавшем за ней приеме с умилением вспоминали, как получавшая вместе с Хокингом ту же награду Элла Фицджеральд спела специально для него.

Перед кабинетом Хокинга появлялись непривычные, не из мира науки люди – их, словно обычных студентов, заставляли ждать перед дверью с маленькой табличкой. Хокинга снимал уже не местный и даже не нью-йоркский фотограф, а фотограф папы римского Франсис Джакобетти, в гостиной DAMPT толпились помощники Федерико Феллини. Джакобетти полагал, что характер человека точнее всего проступает в руках, радужке глаза и в обороте в полупрофиль – так он снимал знаменитостей для выставки в Париже, которой предстояло объехать весь свет. Рядом с портретом Хокинга оказались профили Фрэнсиса Крика, писателя Гарсиа Маркеса, архитектора Йо Мин Пея.

Но мало телеинтервью – очередная новость вызвала лихорадочное оживление в гостиной и жаркие перешептывания по углам: Стивен Спилберг задумал снять фильм по “Краткой истории времени”, режиссером станет молодой Эррол Моррис.

Моррис превзошел все ожидания. Этот вундеркинд в десять лет слушал лекции об устройстве Солнечной системы, подростком освоил виолончель и учился у Нади Буланже в Фонтенбло, студентом ставил альпинистские рекорды в американском национальном парке Йосемити, потом без особого удовольствия писал диплом по истории науки в Принстоне (у Джона Уилера) и по философии в Беркли. Ни одному из этих занятий Моррис не собирался посвятить всю жизнь, но приобрел бесценный опыт, помогавший ему понять других незаурядных людей, в том числе и Хокинга[261].

В Беркли не поддержали затею Морриса связать в дипломной работе юридическую невменяемость, фильмы ужасов и убийц из Висконсина, и молодой человек реализовал свой интерес к истории преступлений, обратившись к документальному кино. Поворотным моментом стало знакомство с Рэндалом Адамсом, приговоренным к смертной казни за убийство полицейского в Далласе. Моррис усомнился в справедливости судебного решения и взялся самолично расследовать дело. У него имелся достаточный для этого опыт – пока документальные фильмы не приносили прибыли, Моррис несколько лет подрабатывал в Нью-Йорке частным детективом[262]. По делу Адамса Моррис тоже снял фильм, нашел разгадку преступления, добился освобождения невиновного. В 1988 году вышла “Тонкая голубая линия”, и критики единодушно признали Морриса мастером документального жанра. Он по праву обозначил себя в титрах “режиссер-расследователь”[263].

И этому необычному, блестящему и сложному молодому человеку Спилберг поручил перенести на экран “Краткую историю времени”. Одной из главных задач режиссера Моррис считал “извлечь из ситуации суть, не нарушив тайну”[264], и этим же принципом он руководствовался в работе с Хокингом.

Спилберг пригласил Морриса, поскольку уже при обсуждении фильма с Хокингом начались проблемы, грозившие провалом всей затеи. Хокинг мечтал о полномасштабном кино со всеми мыслимыми спецэффектами, технологиями фантастических боевиков, которыми Спилберг и его команда, несомненно, располагали. То-то зрелищное вышло бы кино! По мнению Хокинга, сюжет “Краткой истории” идеально подходил Спилбергу, а в свою личную жизнь он киношников пускать не собирался. Режиссер настаивал: задуманный Хокингом “боевик” не привлечет массового зрителя, на которого нацеливались и Спилберг, и сам Хокинг. Нужен биографический фильм. Хокинг стоял на своем, упрямы были оба на редкость, но наконец Спилберг выиграл, пригласив Морриса и убедив Хокинга в том, что Моррис сумеет “снять фильм, который люди будут смотреть, и не отклонится при этом чересчур далеко от книги”[265], – так Хокинг вспоминал впоследствии. В глазах Морриса дерзновенный научный поиск Хокинга и отвага, с какой он превозмогал тяжелейший недуг, были “нерасторжимым единством”[266]. Он предоставил Хокингу самому вести рассказ – знаменитым компьютерным голосом – и часто снимал не самого Хокинга, а его отражение на экране монитора.

Моррис уже пользовался известностью как интервьюер, он блестяще умел вставлять небольшие монологи в свои фильмы, и Хокинг – что для него так непривычно – сдался, позволил Моррису побеседовать с членами его семьи, друзьями, коллегами, предоставить им слово в фильме. Правда, его согласие не гарантировало согласия Джейн, и та, как и трое детей, представлены в фильме лишь на фотографиях. Не стала давать интервью и Элейн Мейсон, которая и так произвела неизгладимое впечатление на исполнительного продюсера Гордона Фридмана: “Поразительной энергии сиделка, способная пройтись по съемочной площадке колесом”[267]. Сам Стивен тоже не говорит в этом фильме о своей личной жизни, зато на экране появляется его мать Изобел Хокинг, и Стивен на премьере особо поблагодарил Морриса за то, что тот сделал из его мамы кинозвезду.

К фильму была издана еще одна книга, “Краткая история времени: путеводитель для читателя”. В послесловии к ней Гордон Фридман рассказал о “тесном сотрудничестве и взаимопонимании” между Хокингом и Моррисом. Фильм снимался три года, сперва в лондонской студии, затем Моррис, неудовлетворенный результатом, начал все заново в Кембридже. “Увлекшись редактированием, Стивен Хокинг и Эррол Моррис часами сидели в студии, споря и добиваясь единой концепции фильма”[268].

Премьера “Краткой истории времени” состоялась в Нью-Йорке и Лос-Анджелесе в августе 1992 года. Фильм получил главный приз жюри и приз за лучшую документальную ленту на фестивале “Сандэнс” и награду Национального общества кинокритиков. Филипп Гуревич писал в The New York Times Magazine: “Моррис подает Хокинга и его окружение так, что складывается неожиданное впечатление – перед нами обычный человек, которому случайно достался разум гения в темнице разрушающегося тела”[269]. Дэвид Энсен из Newsweek восхвалял этот “элегантный, вдохновенный и сохранивший тайну фильм. Моррис превратил абстрактные идеи в образы и жонглирует ими в воздухе с изяществом и задором опытного циркача”[270]. Ричард Шикель писал в журнале Time об искусном использовании “говорящих голов” и утверждал, что “метафорическое богатство этого гипнотизирующего фильма достигается самыми простыми средствами – верный признак совершенства”[271].

Моррис и сам остался вполне доволен результатом. Он считал, что Хокинг стал “для миллионов людей символом торжества над судьбой, преодоления незначительности человека перед космосом”, и радовался тому, как это удалось передать в фильме. По его словам, фильм вышел “менее умственный и более трогательный”, чем его прежние работы, хотя пришлось иметь дело со сложнейшими, только для посвященных, темами и хотя в этом фильме “все до одного умнее меня”[272].

Но при всей красоте фильма и несмотря на единодушное одобрение критики, массового зрителя он так и не привлек – да и не мог, учитывая, что он не подавался как популярный фильм. Трудно судить, получился ли бы результат иным, если бы Хокинг сумел переубедить Спилберга.

В личной жизни Хокинга произошли глобальные перемены. Он полюбил Элейн Мейсон, он стал кинозвездой – и все же пару лет спустя, когда я вновь наведалась к нему в кабинет на Силвер-стрит, там время словно замерло. Все как в 1990 году: негромкие щелчки, строчки слов бегут по экрану компьютера, искусственный голос внятно их произносит. Ученики, сиделки, коллеги входят и выходят. В 16.00 игрушечной армией выстраиваются чашки и тарелки на прилавке в гостиной. Былые Лукасовские профессора математики смотрят с торжественных портретов на “рок-группу в дождливый день”, а “рокеры” прихлебывают чай и беседуют на своем дивном математическом языке. Посреди них – фигура, которая, казалось бы, не может вызвать ничего, кроме жалости, эдакое чучело Гая Фокса по пути на костер. Вокруг шеи повязан слюнявчик, сиделка наклоняет ему голову, чтобы он мог отхлебнуть глоток из чашки, которую она другой рукой подносит к губам инвалида. Волосы “чучела” всклокочены, губы отвисли, очки сползли к кончику носа, открывая усталые глаза. Но стоит юному студенту прочирикать непочтительную реплику, и это лицо вспыхивает в улыбке, способной осветить вселенную.

В 1990 году я закончила книгу словами: “Как бы ни обернулся далее этот невероятный сюжет, будем надеяться, что художник сумеет запечатлеть эту усмешку на портрете, который появится однажды на свободном месте, на стыке стены общей комнаты и кабинета Хокинга. И надпись на кабинете лжет: босс не спит”.

Я закончила ту книгу двадцать с лишним лет назад. Хокингу было сорок восемь.

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”.

Вечная инфляция

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”[273]. 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”[274]. 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”[275]. 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.

Всемирная известность

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”[276].

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”.

Инфляция морщин

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.

Звезда сцены и экрана

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[277]. 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”[278]. 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”[279], – 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!”[280] 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”[281]. Стивен правильно расставлял приоритеты. “Между фильмами я решаю физические задачи”, – сообщал он[282]. 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[283].

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.

Защитник и пример для подражания

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[284]. 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”[285]. Оправдались слова Хокинга: его слава, хоть в ней имеются и шипы, “помогает помогать другим инвалидам”[286].

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[287]. 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.

Проблемы “основной директивы”

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”[288]. 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[289]. Из тридцати семи статей этого сборника шестнадцать написал сам Хокинг, а еще он опубликовал сборник своих работ по черным дырам и Большому взрыву[290].

Стрелы времени

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”[291]. 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”[292], – 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”[293]. 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”[294].

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[295]. 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[296]. 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”[297].

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.

Фокусы на горизонте событий

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”[298]. 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”[299]. 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[300]. 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”[301]. Идеям Сасскинда пришлось дожидаться начала XXI века, чтобы ими наконец занялись и дали им строгое математическое обоснование.

Весной 1995 года, через семь лет после первого издания “Краткой истории времени”, книга наконец-то вышла в мягком переплете. Обычно такое издание печатается примерно через год после “твердого”, но поскольку книгу Хокинга и в твердом переплете расхватывали с невиданной скоростью, Bantam не спешило предлагать более дешевую альтернативу. Интервьюер сказал Хокингу, что в Великобритании продано 600 тысяч экземпляров, более восьми миллионов по всему миру, книга продержалась в списке бестселлеров Times 235 недель и даже дольше – неужели остались потенциальные покупатели, откладывавшие на семь лет знакомство с тайнами вселенной, лишь бы сэкономить восемь фунтов, приобретя книгу не в твердом переплете, а в бумажном?[302] Стивен возразил: “Пока что в среднем на 750 мужчин, женщин и детей в мире приходится один экземпляр. Нужно охватить еще 749 читателей”. “Логика Хокинга!” – подхватила его сиделка[303].

Весной завершился развод Стивена и Джейн. В июле Стивен впервые объявил о помолвке с Элейн и о грядущей свадьбе. Произошло это на Музыкальном фестивале в Колорадо, на концерте в пользу Музыкальной школы Колорадо и Центра физики в Аспене[304].

Короткая, радостная речь Хокинга предваряла исполнение “Идиллии Зигфрида”. В отличие от большинства сочинений Вагнера, эта идиллия – вполне камерная, исполняется небольшим составом музыкантов. С “Идиллией” связана романтическая история: Вагнер сочинил ее для исполнения у себя на вилле, и впервые ее сыграли у дверей спальни его жены Козимы на Рождество 1870 года, в ее день рождения, – летом того года они поженились. Именно под “Идиллию” Стивен решил объявить о своем предстоящем браке, под эту музыку, удивительным образом сочетающую нежность и страсть. Элейн ласково погладила Стивена по плечу, он съехал в своем кресле со сцены, и заиграла музыка. Физик Дэвид Шрамм, глава научного совета Аспена, отметил: “Стивен смотрит на Элейн с нежностью, его взгляд теплеет. Несомненно, это любовь”[305]. Два месяца спустя, 16 сентября 1995 года, Стивен и Элейн зарегистрировали брак в Кембридже, а затем получили церковное благословение. На церемонии не присутствовали ни дети Стивена, ни двое сыновей Элейн. Хокинг заранее записал фразу, которую его компьютер выдал при нажатии кнопки: “Замечательно: я женился на женщине, которую люблю!”[306]

Пресса отреагировала на это известие неблагосклонно, усомнившись в чистоте намерений Элейн, которая вышла замуж за очень богатого – и едва ли способного долго прожить – человека. Журналисты рассчитывали услышать какой-нибудь язвительный комментарий от бывшего супруга Элейн Дэвида Мейсона, однако тот встал на сторону Элейн: ей, сказал он, нужен был человек, который по-настоящему бы в ней нуждался[307]. И сама Элейн, видимо, нуждалась в Стивене. На вопрос, почему он женился на ней, Стивен ответил: “Всю мою взрослую жизнь мне приходилось принимать помощь от других людей. Настала пора и мне кому-то помочь”[308]. Стивен упорно отказывался отвечать на вопросы журналистов и любопытствующих о своем браке. “Я бы предпочел не вдаваться в детали моей личной жизни”, – таков был его стандартный ответ[309]. Среди озабоченных перешептываний и недобрых сплетен, окружавших совместную жизнь Стивена и Элейн, раздавались и голоса тех, кто лучше знал Стивена, и эти голоса утверждали: “Он ее любит”.

Джейн Хокинг в тот момент, когда была объявлена помолвка, находилась в Сиэтле у старшего сына, Роберта. Вернувшись в Кембридж, она пересмотрела прежнее свое решение – не писать мемуары в качестве жены Хокинга. Ей не удалось найти издателя для книги о Le Moulin – доме, купленном ею во Франции и отреставрированном. В этой книге содержалось немало ценной информации и практических советов для тех, кто подумывал о таком же приобретении, однако издателей интересовал рассказ о ее совместной жизни с Хокингом, а не о французском доме. Один не слишком добросовестный агент выманил у Джейн согласие написать “все” для издателя, который согласится опубликовать книгу о Le Moulin. Джейн пришлось дожидаться, пока истечет срок этого нелепого контракта, а затем в 1994 году она опубликовала “Дом во Франции” за свой счет.

Но к осени 1995 года все переменилось: Стивен вступил в брак с Элейн, сама Джейн, не скрываясь, жила в Кембридже с Джонатаном и Тимоти, и ей показалось, что настала пора рассказать “историю Хокинга” со своей, не столь оптимистичной точки зрения. Подоспело и письмо от Macmillan Publishers с предложением написать автобиографию, и на этот раз Джейн согласилась.

Лекция к чаю

Когда весной 1996 года я наведалась на чай к Хокингу в DAMPT, очередная его научно-популярная книга (“Черные дыры и молодые вселенные”) только-только появилась на полках книжных магазинов. Многие критики негативно отреагировали на одну фразу в этой книге[310]: Хокинг повторил и подчеркнул мысль, высказанную тремя годами ранее, что-де физическая теория “представляет собой всего лишь математическую модель и бессмысленно спрашивать, соответствует ли она реальности. Важно одно: совпадают ли ее предсказания с данными наблюдения”[311]. Нам бы, конечно, хотелось убедиться в существовании кротовых нор, но Хокинг и прежде настаивал, и впредь будет настаивать на бессмысленности подобных вопросов.

За чаем я попыталась подробнее расспросить Стивена на этот счет. Хорошо, вопрос об отношении теории к реальности некорректен. Но есть ли вообще ответ на этот вопрос? Существует ли реальность – пусть недоступная для нас, однако “реальная” реальность? Или на постмодернистский лад теперь уже отвергается существование реальности в каком-либо смысле и на каком-либо уровне? Хокинг дал мне очень интересный ответ: “Мы никогда не сможем получить независимое от модели представление о реальности, но из этого не следует, будто не существует реальности, независимой от этой модели. Если бы я не верил в такую реальность, я бы не занимался наукой”[312]. В книге, написанной совместно с Пенроузом в 1996 году (“Природа пространства и времени”), – она состояла из шести лекций, прочитанных обоими учеными в Ньютоновском институте Кембриджа в 1994 году и раскрывавших различия в их философских и научных взглядах, – Хокинг замечает: “Думаю, в глубине души Пенроуз – платоник, но пусть он говорит сам за себя”[313]. Но и ответ Хокинга на мой вопрос, безусловно, позволяет причислить его самого к платоникам[314].

Мы пили чай в гостиной в привычном окружении шумящих студентов и их наставников. Все, как всегда, одеты небрежно, их речь – смешение обычного английского языка с математическим, разговор охватывает все пространство и историю вселенной, за низкими столиками для чаепития тут же набрасываются уравнения. В этой компании, как мне показалось, никто особо не выделял Хокинга, разве что его коллеги и студенты терпели долгие паузы, пока он составлял очередную фразу, и не считали это напрасной тратой времени. Из-за отсутствия жестикуляции и интонаций его синтетический голос способен передавать лишь один настрой: безграничное и мудрое терпение, отчего каждая фраза Хокинга воспринимается словно оракул. Его шутки – хочет он того или нет – звучат суховато.

В тот раз чаепитие закончилось быстро, поскольку Хокинг спешил на публичную лекцию. Билеты были распроданы университетом за несколько недель. Мне предложили присоединиться к группе учеников Стивена, которых пропустят без билета, – весьма любезное приглашение, тем более что я была на четверть века старше, в возрасте лектора, а не слушателей.

Лекция шла под телесъемку. Снаружи стояли грузовики со звукозаписывающими устройствами, внутрь тянулись кабели, и сцена, и зал подсвечивались прожекторами. Современный, просторный зал был все же не столь огромен, как иные, в разных краях мира, где Хокингу доводилось выступать – и которые тоже набивались до отказа. Примерно 500 человек разместились на длинных изогнутых скамьях, вроде тех, что придвигаются к школьным партам, еще немало собралось на балконах над сценой. Все разом затихли, когда Хокинг выкатился в своем кресле на авансцену – чудилось в этом спокойном, будничном, механическом продвижении что-то не от нашего мира. Лекция была заранее записана в синтезатор, ассистент демонстрировал слайды. Даже в малопонятных местах, когда на слайдах появлялись не всем доступные рисунки и формулы, Хокинг ухитрялся удержать внимание слушателей.

В это время он участвовал еще в одном телепроекте, который вышел на экраны годом позже: “Вселенная Стивена Хокинга” и сопровождающая этот сериал книга подготавливались при сотрудничестве Би-би-си и американского Public Television. На этот раз Хокинг настоял на своем: сериал вышел строго научный.

Джейн оформила брак с Джонатаном в 1997 году, но Люси опередила мать: в марте того же года она объявила родным, что ждет ребенка от Алекса Маккензи Смита, служившего на тот момент в Корпусе мира в Боснии. Молодые люди поженились в июле, а жить собирались в Лондоне. Первого внука Хокинга назвали Уильямом – как мы помним, полное имя самого Хокинга – Стивен Уильям.

Космическая цензура

Настало время подвести итоги еще одного пари. Предыстория его восходит к 1970 году, когда Хокинг впервые задумался о поведении световых лучей на горизонте событий черной дыры: что произойдет, если эти лучи сблизятся, столкнутся и рухнут в черную дыру? Вопрос заключался в том, может ли в итоге черная дыра лишиться горизонта, может ли сингулярность остаться, так сказать, “голой”, открытой всем взглядам. Роджер Пенроуз предположил наличие “космической цензуры” – нагота черной дыры всегда будет прикрыта горизонтом событий. Спор продолжался годами, и Хокинг заключил с Кипом Торном и с Джоном Прескиллом (тоже из Калифорнийского технологического) пари: он ставил на то, что Пенроуз окажется прав. Проигравший должен был снабдить победителя “одеждой для прикрытия наготы с вышитым на ней признанием своего поражения”. Пари было заключено и подписано в 1991 году. С тех пор Димитриос Христодулу, работая в Принстоне и используя компьютерное моделирование, разработанное Мэтью Чоптуиком в Техасском университете, провел теоретические подсчеты и пришел к выводу, что сингулярность без горизонта событий может возникнуть лишь при весьма специфических и маловероятных обстоятельствах – в случае коллапса черной дыры. Эта ситуация столь же маловероятна, как то, что карандаш, поставленный на остро заточенный кончик, сохранит равновесие, но не вовсе исключена теоретически, подытожил Чоптуик.

На публичной лекции в Калифорнии в 1997 году Хокинг признал свое поражение и передал Торну и Прескиллу футболки с вышивкой, гласившей: хотя обнаженная сингулярность теоретически возможна, ее, скорее всего, нет или не должно быть! Мультяшное изображение представляло красивую женщину, с трудом прикрывающую наготу полотенцем, на котором вышиты слова: “Природа избегает обнаженных сингулярностей”. Затем Христодулу перепроверил свои расчеты и убедился, что Стивен поспешил сдаться. Пари заключили по новой, на этот раз четко обозначив, что речь идет о сингулярности без каких-либо маловероятных дополнительных условий, но и проигравший должен будет заказать вышивку более однозначную, без обиняков и оговорок. Прескилл, кстати, заметил, что по крайней мере одна обнаженная сингулярность нам известна – Большой взрыв[315].

Еще 1997 год запомнился примечательным даже для Хокинга путешествием: вместе с Кипом Торном и несколькими коллегами он отправился в Антарктиду. Сохранились фотографии Хокинга, укутанного вместе с инвалидным креслом, на фоне ледяных торосов и снега. До Южного полюса они, однако, не добрались, а на Северном Хокинг никогда не бывал, так что не имел права утверждать, будто лично убедился в отсутствии границ.

Ускорение!

В январе 1998 года на собрании Американского астрономического общества молодой человек по имени Сол Перлмуттер выступил с заявлением, не уступавшим по сенсационности открытию Хаббла: Хаббл установил, что вселенная расширяется, Перлмуттер доказывал, что вселенная расширяется с ускорением. Космологи подбирали челюсти с пола. СМИ вскоре проведали о том, что на конференции произошла какая-то сенсация, нечто опрокинувшее все привычные представления. В послесловии 2010 года к новому изданию книги “Природа пространства и времени” (в соавторстве с Роджером Пенроузом) Хокинг живо передает волнение, вызванное столь важным и неожиданным открытием.

Две группы астрономов пришли к этому выводу одновременно и независимо друг от друга: Перлмуттер в составе Космологического проекта Supernova занимался в Национальной лаборатории имени Лоренса Беркли (Калифорния) исследованием сверхновых звезд с целью установить, замедляется ли расширение вселенной, – и в итоге установил, что не только не замедляется, но ускоряется! Этот парадокс нелегко было принять, но в марте о схожих результатах доложила другая исследовательская группа из австралийских обсерваторий Маунт-Стромло и Сайдинг-спринг (ее возглавлял Брайан Шмидт).

Теория инфляции предсказывала плоскую вселенную, а новые данные вроде бы свидетельствовали в пользу открытой вселенной (вторая модель Фридмана, см. рис. 6.1.). Однако другое следствие из этого же открытия скорее подкрепляло теорию инфляции: открытие Перлмуттера можно было принять в качестве первого надежного, основанного на наблюдении доказательства существования сил отталкивания, своего рода антигравитационного ускорения, на котором настаивала теория инфляции. Откуда-то во вселенной взялась же эта добавочная антигравитация.

Не обнаруживается ли таким образом и существование космологической константы, которую Эйнштейн пытался поместить в уравнения общей теории относительности, сам не веря в то, о чем свидетельствовало наличие такой константы? Он-то, разумеется, в итоге от нее отказался, но теперь Перлмуттер готов был утверждать, что малая позитивная космологическая константа все-таки существует, и Хокинг, как и многие другие, согласился: такое объяснение выглядит наиболее простым и правдоподобным[316]. И все же царапала тревога: а вдруг дело обстоит не так уж просто? Вдруг антигравитация во вселенной имеет более экзотическое происхождение? Вспомнилась и таинственная “квинтэссенция” (“пятый элемент” по Аристотелю).

В словаре физиков появилось выражение “темная энергия”, обозначающее энергию, чей источник неизвестен. А энергия, как подсказывает самое знаменитое из уравнений Эйнштейна, представляет собой разновидность материи. Согласно одной из гипотез, в совокупности обычная материя, “темная материя” (чье происхождение пока не установлено, однако присутствие уже достаточно подтверждено) и “темная энергия” как раз и приводят к образованию плоской вселенной, предсказываемой теорией инфляции. В послесловии к изданию “Природы пространства и времени” 2010 года Хокинг предположил, что достаточное количество темной энергии вызовет позитивное искривление, необходимое для возникновения закрытой вселенной, – в точности как в его первоначальной гипотезе об отсутствии граничных условий[317]. Однако с 1998 года Хокинг взялся перерабатывать эту гипотезу в свете столь неожиданных новых открытий.

Рубеж тысячелетий

В 1998 году президент Билл Клинтон затеял “Вечера миллениума” – восемь лекций и культурных мероприятий, которые проводились в Белом доме и транслировались в прямом эфире по интернету. В качестве одного из лекторов пригласили Хокинга. Его выступление, “Воображение и перемены: наука будущего тысячелетия”, состоялось во второй вечер, 6 марта. Хокинг воспользовался случаем, чтобы предупредить общественность о серьезных, на его взгляд, угрозах перенаселения и неконтролируемого потребления энергоресурсов. Хокинг считал, что такими темпами мы вполне способны уничтожить жизнь на Земле или “скатиться к варварству и дикости”. Он также выразил опасение, что никакие законы и запреты не сумеют воспрепятствовать попыткам грядущего тысячелетия воспроизвести ДНК человека. Пусть большинство соглашается с законодательным запретом генетических экспериментов на человеческом материале, кто-то все равно соблазнится. Но чтобы не вовсе удручить слушателей, Хокинг закончил на более веселой ноте: “Я оптимист. Я уверен: у нас есть шанс избежать и Армагеддона, и новых Темных веков”[318].

Америка раскрыла не только серьезную и мрачную, но и легкомысленную сторону характера Хокинга. Вновь вернувшись в 1999 году в Калифорнию, он слетал из Монтерея, где остановился, в Лос-Анджелес, чтобы озвучить самого себя в эпизоде “Симпсонов”. Насколько важным казалось ему это мероприятие, судите сами: за два дня до вылета инвалидное кресло сломалось, и аспирант Хокинга Крис Бургойн трудился тридцать шесть часов подряд без отдыха, пока не привел кресло в порядок. Если Хокингу не под силу спасти человечество от Армагеддона, по крайней мере, он подоспеет в Лос-Анджелес вовремя, чтобы спасти мозг Лизы Симпсон. В этом эпизоде лучше всего запомнился ответ Хокинга Гомеру Симпсону, предложившему модель пончикообразной вселенной: “Интересная теория, пожалуй, я ее позаимствую”. Хокинг попросил продюсеров фильма сделать фигурку “имени его”, и игрушечный Хокинг вскоре стал бестселлером. Озвучил Хокинг и эпизод из “Дилберта”, где он опять-таки выступает в роли спасителя – на этот раз всего мира, в котором машина случайно проделала черную дыру. Догберт похищает Хокинга и требует, чтобы тот восстановил пространство-время. Разумеется, доктор Хокинг излечил раненую вселенную. И сам он в тот год подремонтировался: ему сделали операцию на трахее, чтобы предотвратить попадание пищи в легкие. Теперь прием пищи сделался для Хокинга более приятным и менее опасным занятием.

На исходе 1980-х, когда я писала первую книгу о Стивене Хокинге, казалось неуместным, да просто немыслимым вникать в подробности его личной жизни, в которые он посвящал лишь самых близких. Но в 1999 году с выходом в свет книги Джейн Хокинг “Музыка, что движет звездами” все тайное стало явным. Она была беспощадно откровенна, и повествуя о физических и эмоциональных трудностях, которые они пережили вместе с мужем, и говоря о своих отношениях с Джонатаном Джонсом. Неудивительно, что книга вызвала ажиотаж в прессе, но Джейн этот шум, зачастую враждебный, нисколько не смутил. Хокинг воздержался от комментариев, сказал лишь, что собственных биографий не читал и читать не будет. Чувство юмора не изменяло ему и в этих обстоятельствах: репортеру, допрашивавшему его насчет книги Джейн, а также не желает ли он завещать свои клетки ученым для клонирования в будущем, он отвечал: “Не думаю, что кто-то захочет получить еще один такой экземпляр”[319].

Хокинг в опере, Хокинг на телевидении, о Хокинге снимается кино. Ему недоставало только роли в театральной пьесе. Получив черновой вариант пьесы Роберта Хоудона “Бог и Стивен Хокинг”, Стивен попытался отмолчаться в надежде, что этот замысел никогда не воплотится. Когда же Хоудон приправил свою пьесу подробностями из книги Джейн, Стивен чуть было не подал в суд, но решил не привлекать лишнего внимания к “глупой и бесполезной” пьесе[320]. Бог, папа, королева, Джейн Хокинг, Эйнштейн и Ньютон – вот далеко не полный список персонажей этого опуса. Люси сходила на представление и при виде своей семьи на сцене пережила “восторг и ужас”, ей пришлось бороться “с безумным порывом присоединиться к ним перед публикой”[321].

Тем временем интересы Хокинга расширялись и благодаря его младшему сыну Тиму, который тоже дорос до университета. Тим учился в Эксетере и, в отличие от отца и старшего брата, предпочел физике испанский и французский (эти языки изучала в университете его мать). Тим следил за гонками “Формулы-1” и приобщил отца к своему увлечению, а также пытался водить его на рок-концерты. Хокинг делал вид, будто рок ему нравится, но с одного мероприятия, на которое трудно и недешево было достать билеты, удрал через двадцать минут после начала. Все же он оставался поклонником Вагнера (пусть его синтезатор и бормотал “Вернер” или в лучшем случае “Вагонер”), да и в роке неплохо разбирался и имел право голосовать, что называется, ногами, или, в его случае, колесами инвалидного кресла!

Там, где встречаются теории: отсутствие граничных условий и инфляция

Под конец 1990-х годов, с приближением нового тысячелетия, на фоне упрочившейся научной репутации и общенародной славы Хокинга кое-какие его теории все еще вызывали споры – в особенности созданная вместе с Джимом Хартлом гипотеза об отсутствии граничных условий. Из этой теории вытекала закрытая модель вселенной, первая модель Фридмана (рис. 6.1). Эта модель предполагала в исходе коллапс вселенной, Большое сжатие. Новые открытия – ускоряющееся расширение вселенной и более точные подсчеты имеющихся во вселенной запасов энергии и вещества – побуждали физиков-теоретиков в конце 1990-х усомниться в том, что наша вселенная относится к такого рода моделям. Казалось все более вероятным, что это – “открытая” вселенная, вторая модель Фридмана, и она будет расширяться вечно.

В то же время теория инфляции предполагала “плоскую” вселенную, третью модель Фридмана, в которой запасы вещества отмерены точно – без избытка и без недостатка, – так что вселенная может расширяться лишь с такой скоростью, чтобы избежать коллапса. В 1995 году Нил Турок, Мартин Бухер и Альфред Гольдхабер из нью-йоркского Университета Стоуни-Брук написали статью, доказывавшую, что инфляция не исключает формирования открытой, вечно расширяющейся вселенной, – однако это не спасало гипотезу об отсутствии граничных условий[322].

Гипотеза об отсутствии граничных условий предсказывала закрытую вселенную, теория инфляции допускала плоскую или открытую, данные наблюдений склонялись в пользу открытой модели – Хокингу требовалось как-то согласовать эти три версии. Он давно дружил с Нилом Туроком, и как-то раз за чашкой чая после семинара в Кембридже, посвященного открытой инфляции, они обменялись идеями.

В результате сложилась модель, в которой частица пространства и времени – совсем крошечная, слегка неровная, сморщенная четырехмерная сфера – сама собой раздувалась в бесконечную открытую вселенную[323]. Поскольку эта частица могла продержаться лишь мгновение, прежде чем наступит инфляция, лишь краткий, так сказать, промельк, Хокинг и Турок окрестили ее “инстантоном”, но в народе прижилось название “горошина”: оба теоретика согласились на том, что при своих бесконечно малых размерах эта частица весит около грамма, то есть примерно как горошина. Образ горошины тем более уместен, что горошина круглая, как кругло и “рождение” вселенной, где, согласно гипотезе об отсутствии граничных условий, время было четвертым измерением пространства. Причем “горошина” – не сингулярность. Не точка бесконечной плотности. Говоря словами Нила Турока: “Представьте себе инфляцию как огромный взрыв, произведенный зарядом динамита. Наш инстантон – что-то вроде самовоспламеняющегося запала, включающего инфляцию. Для этого ему требуется сила притяжения, материя, пространство и время. Уберите любой из этих ингредиентов – и инстантона не будет. Но если имеется инстантон, то он почти сразу же превращается в бесконечно расширяющуюся вселенную”[324].

“Вне” инстантона ничего не существовало, как ничего не существовало “до” него. И во времени, и в пространстве существовал только он. Тем не менее пресса явно преувеличивала, разнося слух, будто эта теория объясняет появление вселенной из ничего. Вселенная появилась из “сочетания гравитации, пространства, времени и материи, плотно упакованных в маленький круглый объект”[325].

Неплохая попытка объединить теорию инфляции, отсутствие граничных условий и данные наблюдений, однако далеко не все коллеги Турока и Хокинга с ходу ее признали. Одним из существенных препятствий стало то обстоятельство, что эта модель предсказывала существование множества вселенных вообще без материи. Ну, с этим-то изъяном Хокинг без труда разделался: тут можно применить антропный принцип и утверждать, что из всех гипотетически возможных вселенных лишь одна оказалась пригодной для поддержания разумной жизни.

Критиковали новую версию в основном те, кто так и не принял гипотезу об отсутствии граничных условий и не считал возможным учитывать ее при создании всеохватывающей теории. Многим казалось также, что Турок и Хокинг чересчур полагаются на антропный принцип. Резко возражал Андрей Линде: на его взгляд, модель вселенных, включающих в лучшем случае не более одной тридцатой плотности материи от ныне наблюдаемой в нашей вселенной, неприемлема, и тут даже антропный принцип не спасет. Хокинг и Турок отбивались: это пока лишь самая простая модель, для начала, а потом они доведут ее до большей реалистичности, и результат заметно улучшится.

Поскольку общественность проявляла интерес ко всему, чем занимался Хокинг, газеты по обе стороны Атлантики освещали этот спор так, словно физики-теоретики вступили в борьбу титанов. “Дайте горошине шанс!”[326] – взывал Astronomy Magazine, а Science занимал противную сторону: “Инфляция угрожает открытой вселенной”[327]. В Стэнфорде, где преподавал Линде, онлайн-новости передавали в духе отчета о спортивном поединке: “Хокинг и Линде вступили в схватку за теорию рождения вселенной”[328]. Первым стояло имя Хокинга, хотя Линде стал уже для Стэнфорда своим – но, возможно, редакторы Stanford Report Online сочли, что к алфавитному порядку никто не придерется.

Была пора, когда Линде трепетал перед Хокингом, но это время давно миновало. Он по-прежнему отзывался о Хокинге как о “невероятно талантливом человеке”[329] и “блестящей личности”[330], но указывал также, что вера Хокинга в математику достигла степени религиозной[331], что “порой – так мне кажется – он настолько доверяется математике, что сперва производит вычисление, а уж потом пытается его объяснить”[332]. “Математические методы нужно применять корректно, а в данном случае, как подсказывает мне интуиция, он поступил иначе”[333]. Но одним глубоко искренним комплиментом Линде подтвердил то, что говорили о Хокинге и многие другие: “Стивена я считаю близким другом и надеюсь сохранить эти отношения и после того, как отгремят наши споры. Он не раз приходил к неожиданным выводам, которые поначалу казались ошибочными, – потом одни из них оказывались верными, а другие удавалось опровергнуть. Подождем и увидим, как дело обернется в данном случае”[334].

Статья в онлайн-новостях Стэнфорда появилась после семинара, который Хокинг провел в Стэнфорде в апреле по приглашению Линде. Огромные толпы собрались посмотреть, как эти двое “вступят в схватку”. Затем Хокинг дискутировал против Линде и Александра Виленкина в ноябре в Монтерее (Калифорния), отстаивая применение антропного принципа с силой и убедительностью, предвещавшей, сколь большое значение он намерен придать этому принципу в будущем: “Нашу вселенную не настиг скоропостижный коллапс, она не сделалась практически пустой, а значит, следует принять во внимание антропный принцип: если бы вселенная не годилась для нашего существования, мы бы не спрашивали, почему она так устроена”[335]. Но присяжным еще долго предстояло заседать, прежде чем они вынесут решение по гипотезе Хокинга – Турока.

В декабре 1999 года, на рубеже нового тысячелетия, Ларри Кинг из Си-эн-эн самолично явился в Кембридж, в DAMPT, чтобы взять интервью у Стивена Хокинга. Вопросы ученому он послал заранее, и тот подготовил ответы на синтезаторе, чтобы под запись подавать свои реплики без промедления. Интервью передавали по телевидению на Рождество. На вопрос Ларри Кинга, как он намерен встретить Новый год, Стивен ответил, что пойдет на костюмированную вечеринку, где все оденутся персонажами из “Симпсонов”, а он будет изображать самого себя – и о костюме хлопотать не надо[336].

Третье тысячелетие Хокинг встретил, играя в высшей лиге. Вместе с самыми знаменитыми людьми – такими, как архиепископ Десмонд Туту – он подписал “Хартию третьего тысячелетия об инвалидах”. В мае 2000 года он уговаривал принца Чарльза присоединиться к борьбе против генетически измененных продуктов, в августе записал видеообращение в поддержку кандидата в президенты США Эла Гора, которое было продемонстрировано на съезде Демократической партии США.

Стивен по-прежнему носился по всему миру, собирая многотысячные аудитории, – от Южной Кореи до Мумбаи и Дели в Индии и испанской Гранады. В июне 2000 года он появился в Калифорнийском технологическом и произнес речь на “Кипфесте” – шестидесятилетнем юбилее Кипа Торна, – а затем вернулся в Кембридж и выступил с благотворительной лекцией, принесшей несколько тысяч фунтов на пристройку к начальной школе Ньюнхэм-Крофт. Летом 2001 года на Четвертом канале Би-би-си вышел новый документальный фильм “Настоящий Стивен Хокинг”. Чтобы привлечь внимание общественности к необходимости создавать новые технологии в помощь инвалидам, Стивен согласился рекламировать кресло-коляску Quantum Jazzy 1400. “Пусть мои сиделки погоняются за мной, подкачают мышцы”, – шутил он, но, кроме шуток…

Они и так “гонялись” за своим подопечным высунув язык. Каждый выезд за границу – словно перемещение небольшой армии: Хокинг во главе, с ним его помощник-аспирант, сиделка с медицинским образованием и два ее помощника. Это еще по минимуму. Количество сопровождавшего Хокинга багажа и оборудования неуклонно возрастало с 1980-х, когда он обзавелся компьютером и синтезатором голоса. Джоан Годвин, многократно переправлявшая все эти причиндалы туда-сюда, перечисляет помимо обычных чемоданов с одеждой “пылесос” для отсасывания слизи из дыхательных путей и неподъемный черный портфель со средствами неотложной помощи. Аспирант тащил инструменты, запчасти и все необходимое для ремонта инвалидного кресла и компьютера. Понятное дело, что при таком количестве багажа что-то порой терялось. Годвин припоминает лихорадочную беготню по магазинам в тот раз, когда в аэропорту потеряли чемодан с одеждой и Стивен перед встречей с Биллом Гейтсом оказался без костюма. А как-то раз – в той поездке Джоан не участвовала – ей позвонили с другого конца света с отчаянным вопросом: “пылесос” заперт в машине, ключи потерялись, что делать?

В новом тысячелетии Хокинг предпочитал по возможности летать на частном самолете. Если он летел пассажирской авиалинией, кресло закатывали в салон, чтобы Хокингу не приходилось после посадки дожидаться разгрузки багажа, сидя в опустевшем самолете. Иногда для кресла приходилось покупать отдельный билет первого класса. Вечные проблемы со службой безопасности: кресло не протискивалось сквозь металлодетектор. К счастью, обычно ни кресло, ни Хокинга не досматривали. Сложная логистика требовалась не только при перелетах – в Японии пришлось особо договариваться, чтобы задержать на тридцать секунд стоянку скоростного поезда и успеть погрузиться.

Пресса, с живым интересом наблюдавшая за всеми перемещениями Хокинга, его появлениями на публике, присужденными ему званиями и премиями, в начале тысячелетия стала намекать на менее приятные слухи: дескать, знаменитый ученый подвергается физическому насилию. Полиция Кембриджа приступила к расследованию, но Хокинг категорически отказался от сотрудничества. Возбужденные расспросы родственников и помощников он отмел, решительно заявив полиции и всем прочим, что не потерпит вмешательства в свою семейную жизнь. Тем не менее следственные действия, слухи, допросы коллег, помощников и близких Хокинга в связи с предполагаемыми “подозрительными травмами”, в том числе якобы угрожающими здоровью и жизни, продолжались еще пять лет, и лишь в марте 2004 года полиция закрыла это дело.

Умные p-браны

На рубеже тысячелетий и в первые годы нового века Андрей Линде и его команда трудились над задачей объединить теорию струн с теорией вечной инфляции, а Хокинг со своими бывшими и новыми учениками пытался (когда не уносился вновь в какую-нибудь дальнюю страну) согласовать гипотезу об отсутствии граничных условий со сравнительно новой идеей p-бран. В свете теории p-бран пересматривались и представления о черных дырах.

Питер Таунсенд, коллега Хокинга по DAMPT, создал термин “p-браны” и фундаментально изучил это своеобразное явление. Р обозначает любое число, соответствующее числу измерений в мембране. Если p = 1, это 1-брана с единственным измерением – длиной, то есть струна. При двух p – 2-брана, с двумя измерениями, длиной и шириной, то есть привычная нам мембрана. Желатиновый куб из знаменитой игры “Драконы и подземелья” можно считать 3-браной, хотя об этом физики-теоретики умалчивают. Возможны и большие значения p, хотя их труднее визуализировать. Вспоминается великая идея, придуманная пифагорейцами в V веке до н. э. и продолженная Платоном: мир был создан как прогрессия от точки к линии, от линии к телу. Платон предполагал существование и других измерений, но этих трех ему казалось достаточно для известного нам мира[337]. Современные теории p-бран подобной умеренностью не отличаются. Р-браны поглощают и испускают частицы точно так же, как это делают черные дыры. Модель p-бран, по крайней мере, для некоторых черных дыр предсказывает именно такой уровень излучения, какой предусматривала и модель Хокинга с парами частиц.

P-браны – своего рода склад информации, падающей в черные дыры, но они способны на большее: вместе с излучением из p-бран эта информация возвращается. Задумавшись над такой возможностью, Хокинг вновь обратился к выводу из принципа неопределенности Гейзенберга: в любой области пространства должно находиться множество крошечных черных дыр, возникающих и исчезающих так же быстро, как пары частиц в излучении Хокинга. Эти малыши жадно заглатывают частицы и информацию. Они в сотни триллионов раз меньше атомного ядра, так что правильнее сказать – не заглатывают, а грызут, и только благодаря этому, утверждает Хокинг, законы физики сохраняют применимость в повседневной жизни. Тем не менее происходит серьезная утрата информации. Выручат ли нас p-браны?

C тех пор как в 1981 году Хокинг возвестил об исчезновении информации в черной дыре, споры об информационном парадоксе не затихали, хотя и – что удивительно, учитывая важность этого вопроса для физики, – не разгорались настолько, чтобы обеспокоить Хокинга и вынудить его отвлечься от других проблем. Кое-кто обвинял Хокинга в упрямстве: он, мол, отмахивается от вполне весомых аргументов, противоречащих его концепции, стоит на своем и не ввязывается в дискуссии. Или он расхворался так, что уже не сумеет возразить сильно и убедительно? Сам же Хокинг полагал, что его приговор, как бы печально это ни звучало, окончательный и обжалованию не подлежит, и никакие новые аргументы не побуждали его вернуться к спорам.

Но босс, как мы уже знаем, не дремлет. Он не пропустил мимо ушей идею, высказанную в 1993 году Сасскиндом, а уж предпринятая в 1996 году физиками Эндрю Строминджером и Кумруном Вафой попытка разрешить информационный парадокс с помощью p-бран безусловно привлекла его внимание. Хокинг обсудил с коллегами подобное решение проблемы утраты информации, и кое-кто выражал надежду, что на этот раз объяснение будет найдено. Богатырь слегка шелохнулся на печке, но потом повернулся на другой бок и вновь застыл в недоверии: все-таки информация в черных дырах пропадает безвозвратно. P-браны – хотя ко многому другому они применимы – тут не помогут. Но когда он закончил очередную лекцию словами: “Будущее вселенной, вопреки Лапласу, не до конца определяется законами физики и ее нынешним состоянием. Бог припас кое-какие козыри в рукаве”, – и на последнем слайде появился бородатый, загадочно улыбающийся старик, прячущий карты в свой широкий рукав, – тут-то и подумалось: а ведь карты – это 2-браны?

Предыстория “ореховой скорлупки”

Впервые я познакомилась с “Миром в ореховой скорлупке” летом 2000 года, когда Энн Харрис, редактор Хокинга в Bantam, переслала мне в Нью-Йорк распечатки. То были расшифровки популярных и научных лекций, статьи, в основном недавние, легкие и понятные, вперемежку со страницами уравнений и специфического языка физики. Местами эти тексты дублировали друг друга или повторяли отрывки из уже опубликованных книг – словом, это было мало похоже на единую рукопись. Тут было все: теория струн, M-теория, мнимое время, суммы историй, информационный парадокс, голографический принцип, дополнительные измерения, не говоря уж о таких фундаментальных темах, как квантовая механика, общая теория относительности, черные дыры и Большой взрыв. Неподъемное обилие материала – тоже мне, ореховая скорлупка! Но это пока. Энн Харрис надеялась слепить из этого книгу и спрашивала моего мнения. Стивен Хокинг был одним из самых драгоценных камней в короне издательства. Нельзя же просто вернуть ему рукопись и сказать, что она не годится в печать!

Я согласилась вникнуть в этот материал и вскоре погрузилась в него по уши. На полях я писала комментарии для Энн: “тут он говорит, что…”, или “слишком технично”, или “понять можно”, или “об этом уже сказано на стр. 33”. Я построила путеводитель, предлагая переставить большие части и элементы внутри них и увязать их так, чтобы они сделались главами книги. Энн Харрис поручила мне “помочь Хокингу упростить книгу для обычных людей”. Тут у меня проблем не возникало: я ведь и сама “обычный человек”.

Но, как выяснилось, Стивен успел опередить нас обеих, и Энн, и меня. Он и сам составил отличный план, как выстроить свою книгу, и эта “нелинейность” была умышленной. Книга, по его замыслу, должна была состоять из отдельных глав по разным темам, и читать эти главы можно в любом порядке, освоив небольшое вступление с основополагающими понятиями. Таким образом, моя задача изменилась: помочь ему сгладить перепады в уровне сложности между отдельными частями книги, указать, где требуется дополнительная работа, чтобы разумный читатель-непрофессионал сумел справиться со своей работой. Заодно Хокинг решил высказать мнение по ряду сложных вопросов вне своей профессиональной сферы. После нескольких месяцев электронной переписки я приехала в Кембридж, и мы две недели плотно работали в кабинете Стивена. Еще одним участником команды стал замечательный художник Филип Данн из Book Laboratory and Moonrunner Design. Сначала меня тревожил вопрос о точности его рисунков, но в итоге именно благодаря иллюстрациям Филипа Данна “Ореховая скорлупка” выглядит наряднее и привлекательнее всех прежних изданий Хокинга.

Прощай, Силвер-стрит

К 2000 году в DAMPT произошли-таки существенные изменения. Хотя новый суперсовременный комплекс Центра математических наук должен был открыться не ранее 2002 года, институт поспешил переехать туда из старого здания на Силвер-стрит, и над “Ореховой скорлупкой” мы со Стивеном работали уже в его новом кабинете. Теперь из Клэр-холла, где я остановилась, приходилось идти не задами и через Кем, а в противоположном направлении, удаляясь от древнего центра Кембриджа, пройти через богатый жилой район в сторону Новой лаборатории Кавендиша, однако не доходя до нее. Новый Центр математических наук еще достраивался, но уже смахивал на видение из “Звездного пути”, если не считать зеленой – буквально и фигурально, из дерна – крыши на одном из корпусов. И внутрь просто так теперь не пускали, приходилось ждать внизу новую личную помощницу Хокинга, Карен Саймс.

Новый кабинет Стивена оказался намного лучше прежнего на Силвер-стрит. Просторный, с большим ковром, современный, прекрасно освещенный двумя рядами окон. Он целиком занимал угол здания, тут располагались не только рабочий стол, компьютеры, шкафы с книгами и доска, но и плюшевый диван, столик со стульями для чаепития с гостями. Сочетание цветов в кабинете продумывал дизайнер. И Мэрилин Монро обозревала эту сцену с обрамленного пастельного портрета – куда изысканнее того постера, с которым я была знакома по Силвер-стрит. На столе и полках стояли фотографии, почти все – маленького Уильяма, сына Люси, внука Стивена. Окна второго этажа выходили на лужайки и на старый благоденствующий жилой квартал, примыкавший к зданию. Меня предупредили, что этот прекрасный вид ненадолго: Центр достраивается, под окнами появится еще один корпус. И все же это было куда лучше парковки и голой кирпичной стены.

Жаль, однако, что заменой гостиной на Силвер-стрит тут могла служить разве только огромная столовая, отделенная от кабинета Стивена длинными коридорами, наружными пандусами и мостами. И удаленность столовой, и ее слишком большие размеры не позволяли собирать там импровизированные семинары за четырехчасовым чаем, писать уравнения прямо на столах, как в той уютной обшарпанной гостиной. Но разумеется, Стивен не собирался это так и оставить.

Впечатляла техническая оснащенность нового Центра. Жалюзи на окнах поднимались и опускались автоматически, реагируя на уровень освещения. Они также сами собой опускались вечером, поскольку жители соседних домов жаловались: при виде огромного ярко освещенного здания, появившегося внезапно в их квартале, отпадает вопрос о существовании пришельцев… вот они, прямо на нашей улице. Здание еще и “дышало”: время от времени бумаги начинали трепетать и шелестеть, когда воздух автоматически прокачивался через вентиляцию, двери и окна.

Посреди всех этих инноваций многое оставалось точно таким, как запомнилось мне с прошлого приезда: щелчки маленькой коробочки-переключателя, зажатой в руке Хокинга, мелькающие на экране слова, искусственный голос. Знакомы были и лица некоторых сиделок.

Хотя перед поездкой в Кембридж мы со Стивеном несколько месяцев плотно общались по электронной почте, при личной встрече я почувствовала облегчение, убедившись, что ни переезд в новое здание, ни слава и постоянные разъезды по миру, ни изменения в личной жизни и новый для него статус деда не изменили главного – решимости продолжать работу, которую он так любил, которой посвятил отпущенные, подаренные ему сверх скудного срока годы. Босс не спит. Разговаривать лицом к лицу не всегда было удобно. С помощью зажатого в руке переключателя Хокинг гонял курсор по монитору, выискивая нужное слово среди сменяющихся экранов, длинных строчек, выбирал слово, ловил его, порой промахиваясь, и тогда приходилось начинать все сначала. Я понимала, что нужно проявить терпение, не заканчивать оборванную фразу, пусть я и догадывалась, что он хочет сказать, – это было бы невежливо, к тому же упрямец все равно гнул свое, пока не договорит до конца. И вот я ждала, следила глазами за курсором, мысленно подталкивая его к нужному слову. “Давай! Быстрее! Поймал!.. О нет!” Кулаки сжимались сами собой, с трудом я заставляла себя успокоиться. Нет ли у него в словарике ругательств? Почем знать! Пережив в начале нашей двухнедельной сессии пару часов такой лихорадки, я сумела-таки расслабиться. Не было другого выхода, кроме как принять его темп, набраться терпения, предоставить Хокингу делать все по-своему. А вот он совсем не раздражался – или не мог показать своего раздражения?

Работа над “Миром в ореховой скорлупке” в основном шла так: я указывала абзацы, фразы, порой и целые страницы, которые, на мой взгляд, следовало переписать попроще. Альтернативные варианты я заготовила, но неизменно, внимательно выслушав мое предложение, Хокинг предпочитал вносить собственные исправления. Иногда в ответ на очередное “По-моему, эта фраза чересчур сложна, Стивен” я получала его прежнюю ослепительную улыбку, переключатель щелкал с удвоенной скоростью, и выскакивало: “А по-моему, тут все ясно”. И все же он принимался за дело, добросовестно переводя свой текст с языка теоретической физики на язык обычных людей. Лишь изредка, если и перевод казался слишком научным, мне приходилось повторять: “Прости, но я все равно не поняла”. И он отвечал: “Ладно, сделаю попроще”, – и делал.

Среди самых интересных гипотез “Ореховой скорлупки” – мысль, что наш мир может быть четырехмерной поверхностью пространства-времени с бо́льшим числом измерений. Эту поверхность назвали “мир на бране”.

При таком устройстве все в этом четырехмерном мире на бране, который мы привыкли называть “вселенной”, выглядело бы точно так же, как мы это наблюдаем – материя, свет и т. д., – за исключением только гравитации. Гравитация (понимаемая, согласно общей теории относительности, как искривленное пространство-время) распространялась бы и на более высокие измерения пространства-времени, а в таком случае она вела бы себя “странно”. Прежде всего она бы ослабевала с увеличением расстояния быстрее, чем мы видим сейчас.

И это существенное возражение, потому что если бы сила притяжения с расстоянием убывала быстрее, планеты не вращались бы по своим орбитам – они бы рухнули на Солнце или улетели в межзвездное пространство. Такого мы не наблюдаем. Но, с другой стороны, представим себе, что иные измерения не распространяются чересчур далеко, а заканчиваются на “соседней” бране, поблизости от нашего мира. Другой мир на бране мы не можем разглядеть, потому что свет, как уже было сказано, остается в пределах нашего собственного мира на бране и не распространяется между мирами. Другой мир может находиться в миллиметре от нашего, но остается незамеченным, потому что этот миллиметр отмерен в дополнительном измерении пространства-времени. Приведем аналогию из двухмерного мира: на листе бумаги сидят насекомые, а параллельно этому листку в воздухе парит другой лист. Насекомые не знают о нем, потому что не владеют третьим измерением пространства, высотой. Им знакомы лишь два измерения их листа бумаги. Если дополнительные измерения “упираются” в такой мир-спутник, то гравитация не может распространяться дальше, чем расстояние между мирами на бране. Гравитация, как и другие силы природы, окажется взаперти в нашем личном мире и будет ослабевать с ростом расстояния в точности так, как мы наблюдаем сейчас, – с “правильной” скоростью, сохраняющей планеты на орбите.

И все же кое-какие приметы иных измерений сохранятся. На расстояниях меньших, чем расстояния между мирами на бране, сила притяжения должна меняться быстрее, и эти отклонения должны проявиться при измерении тончайших гравитационных взаимодействий между тяжелыми объектами, располагающимися очень близко друг к другу.

Возникают и другие интересные следствия: ближайшая к нам брана-“спутник” невидима, поскольку свет не проникает из одного мира в другой, но мы можем наблюдать и регистрировать гравитационное воздействие находящейся на этой бране материи. Природа подобных воздействий останется для нас загадкой, поскольку они происходят из источника, обнаруживающего себя только гравитацией, а иначе никаким образом не улавливаемого.

Можно ли этим объяснить астрофизические тайны “недостающей массы” и “темной материи”? Чтобы звезды, галактики и галактические кластеры распределялись так, как они распределяются, и двигались так, как они движутся, во вселенной должно быть гораздо больше материи, чем нам удается наблюдать в какой-либо части электромагнитного спектра. Неужели так проявляется гравитационное воздействие материи в других мирах на бране?

Имеются и другие модели миров на бране помимо этой, предполагающей существование миров-спутников. Продолжается обсуждение этих моделей и выводов из каждой, причем эти выводы – о черных дырах, излучении на горизонте событий, испарении черных дыр, гравитационных волнах, об относительной слабости гравитации по сравнению с другими природными силами, о происхождении вселенной и ее истории в мнимом времени, о теории инфляции, постоянной Планка и гипотезе об отсутствии граничных условий – непосредственно касаются Хокинга.

Как выглядит гипотеза об отсутствии граничных условий с точки зрения модели миров на бране?

Наш родной мир на бране обзаводится историей в мнимом времени как четырехмерная сфера, то есть нечто, подобное поверхности планеты, но с двумя дополнительными измерениями. Это вам уже понятно, если вы внимательно читали предыдущие главы. Отличие в том, что первоначальная гипотеза об отсутствии граничных условий не предполагала ничего “внутри” расширяющейся сферы, этой “сферы мироздания”, которую Хокинг предлагал нам вообразить. В новой версии мира на бране все обстоит по-другому. Внутри пузыря находится пространство с большим числом измерений, и объем этого пространства, естественно, растет с расширением мира на бране.

В переживаемом нами хронологическом мире наш родной мир на бране расширяется в фазе инфляции так, как предусматривает теория инфляции. Наиболее вероятный сценарий предполагал бы постоянное расширение в темпе инфляции, но тогда не успевают сформироваться звезды и галактики. В таком мире на бране мы бы не могли существовать, а мы вполне очевидно существуем. Значит, антропный принцип принуждает нас проверить, предлагает ли модель мира на бране другие сценарии – пусть не столь вероятные, но все же допустимые. Да, предлагает. Некоторые истории в мнимом времени совпадают с реальными, разворачивающимися во времени событиями: мир на бране проходит стадию ускоренной инфляции лишь в начале своего существования, а затем расширение замедляется. После этого могут сформироваться галактики и возникает разумная жизнь. Так-то оно привычнее.

Самая поразительная гипотеза в связи с мирами на бранах возникает из наших знаний о голографии. Вспомните, как Леонард Сасскинд увязал голографию с черными дырами. Голография позволяет сохранить на поверхности некоей области пространства-времени информацию о том, что происходит внутри. Хокинг оставляет открытым вопрос о том, не воображаем ли мы, будто живем в четырехмерном мире, в то время как мы – лишь тени, отбрасываемые на брану тем, что происходит внутри пузыря.

Наша работа над “Скорлупкой” продолжалась еще несколько месяцев по электронной почте. Мы отлаживали каждую мелочь, но основная работа была проделана в те две недели в Кембридже – работа, полная энтузиазма, но и изрядного напряжения. Выйдя в последний вечер на парковку возле Центра математических наук, я испустила беззвучный клич и наконец-то позволила себе нетерпеливо помахать сжатыми кулаками – мы сделали это! Я выжила – и Стивен тоже.

Ужин в Гонвилл-Энд-Киз

Холодным ноябрьским вечером – одним из тех четырнадцати в Кембридже – мы со Стивеном поехали на ужин в Гонвилл. Автомобиль остановился между зданием Сената и церковью Сент-Мэри, там, где Кингс-парейд переходит в Тринити-стрит – напротив колледжа Гонвилл-энд-Киз. Сиделка, доставившая нас туда из Центра математических наук, оставила фары включенными и, обойдя машину, подошла к переднему сиденью отстегнуть “упряжь”, которой инвалидное кресло Стивена крепилось на месте обычного пассажирского. Тем временем я вылезла с заднего сиденья, чтобы не мешать, и ждала на улице. Высвободить тяжелое кресло-каталку – непростая работа, требовалось пространство для маневра. Вездесущие кембриджские велосипедисты ловко объезжали и меня, и машину, а потом и металлический пандус, который сиделка спустила на мостовую, чтобы Хокинг, тепло закутанный для защиты от пронизывающего ветра, мог направить свое кресло на тротуар.

Он медленно, величественно въехал в ворота колледжа, миновал три внутренних двора и подъехал к той двери, которая вела в главный зал. За все эти годы, сколько Хокинг ни боролся за права инвалидов, в его родном колледже так и не обустроили для него удобный доступ в главный зал и в гостиную для научных сотрудников. В крошечном лифте помещался лишь он с сиделкой. Мне и моему мужу, встретившему нас у ворот колледжа, Стивен объяснил, как подняться другим путем. Мы вновь присоединились к нему и вместе пробирались через кухни и другие помещения, не предназначенные для туристического осмотра, хотя в целом старинный колледж вполне красив. В отделанной роскошными стенными панелями гостиной для научных сотрудников в камине горел огонь. По тону коллег, приветствовавших Хокинга, нетрудно было догадаться, что они давно привыкли к нему и не удивляются, не пугаются, не восхищаются ни его достижениями, ни его борьбой с недугом. Среди них были люди, добившиеся не меньших результатов в своей академической сфере, чем он, пусть не пользующиеся столь громкой всемирной славой. И все они звали его просто Стивен.

Выпив шерри, мы перебрались в главный зал и расселись за Высоким столом – этот стол располагается на подиуме над длинными столами, где шумят студенты, ибо в Гонвилл-энд-Киз по-прежнему берегут традицию совместных трапез. Аспиранты устраиваются в более спокойном месте – на галерее менестрелей (без менестрелей). Под уютное позвякивание ножей и вилок о фарфор и гул молодых голосов, порой громкую речь и всплеск смеха мы ели и пили прекрасное вино из университетских погребов. Сиделка повязала Стивену широкий слюнявчик и кормила его, а он щелкал своей коробочкой и компьютерным голосом обсуждал с моим мужем международную политику.

Большой зал увешан портретами выдающихся членов колледжа. Почти посередине, на видном месте – современный портрет Хокинга. Веками мужчины (а в последние десятилетия и женщины) выходили из этого колледжа, от этих долгих шумных пиров и отправлялись дальше – преподавать, продолжать научные исследования, зарабатывать деньги, изменять мир. Мы пировали, как они, посреди этой удивительной смеси юного и древнего, замечательного и обыденного, незрелого и почтенного. Представьте себе, что вы отправились в летний лагерь, а попали в многовековое, неуместно прекрасное здание. Гонвилл-энд-Киз приютил многих необычных, совершенно разных людей – и все они относились друг к другу как к товарищам по летнему лагерю.

В те две недели осенью 2000 года, когда мы с Хокингом работали над “Миром в ореховой скорлупке”, я часто приезжала по утрам в DAMPT раньше его и ждала у современной изогнутой стойки, отделявшей дверь кабинета от пандуса, ведущего к лифту, – ох уж это суперсовременное здание! Каждый раз, когда двери лифта открывались и оттуда выкатывалось кресло, казалось, будто реальность чуть-чуть, но весьма существенно изменилась и мне нужно вновь приспособиться. Вроде бы я знала, чего ждать, но вот он, выходец из иного мира – непостижимый не только из-за безмерного превосходства в интеллекте и из-за недуга, но в первую очередь из-за немыслимой, невиданной силы воли, – вот он катится медленно и неумолимо по нашему пространству и времени, по короткому пандусу, ведущему в кабинет, чуть ноги мне не отдавил.

Механический голос произносит: “Доброе утро”, или осведомляется: “Как дела?”, или еще что-то… и начинается очередной рабочий день Стивена Хокинга.

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”[338].

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[339]. 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”?[340] Но он подумал, что “если чрезвычайно сложные химические молекулы делают людей разумными, то столь же сложные электронные цепочки могут и компьютер научить действовать разумно”[341]. А разумные компьютеры смогут разработать еще более сложные, еще более разумные машины[342].

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”[343].

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”[344]. 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”[345], – 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”[346]. 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”[347].

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”[348]. 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”[349].

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”[350].

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”[351].

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”[352].

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”[353].

Бернард Карр: “Я всегда подозревал, что Стивенов Хокингов несколько – один не поспел бы сделать столько важных открытий. Желаю им всем счастливого дня рождения!”[354]

Леонард Сасскинд: “Как нам всем известно, Стивен – самый упрямый и доставучий человек во вселенной!”[355]

Рафаэль Буссо: “Приятно было помогать в подготовке шестидесятилетия Стивена Хокинга, тем более что уж Стивен-то умеет повеселиться”[356].

Гэри Гиббонс, восхваляя “неукротимую отвагу и дерзновенный оптимизм Стивена”[357], 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”![358]

Нил Турок говорил о присущей Стивену “жажде жизни”, благодаря которой он продолжает вопреки всему и жить, и работать[359].

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”[360].

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”[361]. Состояние Хокинга не допускало общего наркоза, и его “штопали” под эпидуральным. Хокинг сравнил эту процедуру с ощущением, будто “рядом дребезжит здоровенная дрель”[362].

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[363]. 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)[364]. 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[365]. 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[366]. Данные WMAP, как надеялись, должны были помочь сделать выбор между различными сценариями[367].

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[368].

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[369].

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[370].

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[371]. 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!”[372] 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”[373]. 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[374]. 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”[375]. 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[376].

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”[377].

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”[378]. 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”[379]. 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”[380].

Хокинг обещал коллегам более подробное объяснение. Это объяснение вылилось в статью, опубликованную в октябре 2005 года.

В апреле 2004 года, вскоре после того, как Хокинг вышел из больницы и готовился к битве за информационный парадокс, Би-би-си подготовила фильм о нем. Это не было полной биографией, фильм “Хокинг” трогательно передавал драму двух роковых лет жизни Хокинга: его юности, когда он узнал, что болен БАС, полюбил Джейн Уайлд и разработал для диссертации теоремы сингулярности. Вместе с этим фильмом повторно демонстрировался документальный фильм “Стивен Хокинг: досье”, снятый в 2002 году. По оценкам, набралось около четырех миллионов зрителей.

Хокинг участвовал в окончательной редакции сценария, а Бенедикт Камбербэтч, игравший молодого Хокинга, тщательно изучил начальную стадию БАС. Джейн, на чьей автобиографии в значительной степени основывался фильм, посмотрела его (сперва отрывочно, в видеозаписи) и не нашла к чему придраться: “Камбербэтч потрясающий. Он столько работал, чтобы разобраться, как прогрессирует заболевание двигательных нейронов. С небывалой силой ожили воспоминания о тех днях. А вот героиня, то есть я, чересчур, на мой взгляд, громогласна. Решительной я была и от своего не отступалась, но вместе с тем была очень застенчива. Так что в этом смысле многое в фильме нельзя считать исторически достоверным”. И все же Джейн подтвердила, что дух времени передан точно: “Отчетливо помню эйфорию, это ощущение, что мы делаем нечто замечательное, необычное… что вопреки всему все возможно”[381].

Примерно в то время, когда фильм вышел в эфир, кембриджская полиция наконец официально закрыла дело о домашнем насилии и положила конец слухам и расспросам.

Не убывала и популярность Хокинга. В 2004 году при опросе 500 английских мальчиков в возрасте от 16 до 18 лет Хокинг занял второе место в рейтинге после звезды регби Джонни Уилкинсона. Хокинг в ту пору был в Японии. Он нисколько не замедлился и с путешествиями, и с выступлениями. Расписание на 2005 год: январь – Калтех и Санта-Барбара; февраль – Вашингтон и Оксфорд; март – Испания; июнь – Гонконг; октябрь – Германия; ноябрь – вновь Калифорния, а затем Сиэтл и Вашингтон.

Во время январского визита в Калифорнийский технологический Хокинг предложил прочесть лекцию специально для младших курсов. Говорить он собирался о своей жизни в науке, эпиграфом выбрал знаменитый лозунг “Звездного пути”: “Отважно вперед”.

В Вашингтон в конце зимы он ездил вместе с Элейн, чтобы получить медаль к двухсотлетию Джеймса Смитсона. С помощью Джима Хартла Смитсоновский институт подготовил ретроспективу жизни Хокинга: “Альтернативная вселенная Стивена Хокинга”. Хартл в самых лестных выражениях представил своего старого друга: “Работе Стивена Хокинга присущи величайшая математическая точность и редкостная научная изобретательность. Он почти всегда ошарашивает”[382]. Хартл процитировал слова самого Хокинга о своей карьере: “Может показаться, будто у меня был заранее обдуманный план взяться за главные проблемы происхождения и развития вселенной, но на самом деле все не так. Не было у меня глобального замысла. Я шел туда, куда вело меня чутье, и делал то, что казалось в тот момент посильным и интересным”[383].

Сам Хокинг вернулся на этом мероприятии к разговору о возможности существования внеземной разумной жизни. Лекцию он читал под музыку, явственно напоминавшую саундтрек “Звездного пути”. “Под разумной жизнью я подразумеваю не только гуманоидов с ДНК, как в “Звездном пути”, похожих на нас, – сказал он. – Гипотетически разнообразие жизни во вселенной гораздо больше, в том числе это могут быть электронные системы, похожие на компьютер”[384]. Он раскритиковал излишнюю статичность инопланетных цивилизаций в “Звездном пути”: даже допуская, что их наука и технология продвинулись дальше земных, неправильно изображать инопланетян чуть ли не совершенными существами, для которых уже невозможны прогресс и эволюция. “Я не верю в концепцию “Звездного пути”. Мы никогда не достигнем завершающей фазы полной стабильности, итога развития. Темп изменений может лишь нарастать”[385].

В Оксфорд Хокинг приехал прочесть третью лекцию из цикла, посвященного бывшему учителю Деннису Сиаме. В испанском Овьедо он участвовал в торжествах по случаю двадцатипятилетия Премии принца Астурийского – одной из самых авторитетных наград за крупнейшие международные достижения в области науки, техники, культуры, социальной и гуманитарной работы.

Такое количество путешествий и выступлений могло бы утомить и вполне здорового человека, но Хокинг и в 60 лет явно получал от этого удовольствие и в разъездах продолжал писать научно-популярные книги. В октябре 2005 года в соавторстве с физиком Леонардом Млодиновым вышла сокращенная версия первого из его бестселлеров – “Краткой истории времени”. Она была не только “кратчайшей”, но и еще более простой, с прекрасными иллюстрациями, с изложением самых современных данных науки. В тот же год Хокинг начал составлять антологию математических трудов, оставивших наиболее заметный след в истории, с краткими биографиями их авторов. Книга “Бог создал целые числа” вышла в 2006 году.

Читая лекции, общаясь с журналистами, Хокинг там и сям бросал провокационные замечания, имевшие мало отношения к космологии. Он все меньше считал нужным скрывать презрительное отношение к политикам. На антивоенной демонстрации на Трафальгарской площади в ноябре 2004 года Хокинг назвал вторжение американцев в Ирак в марте 2003 года “военным преступлением”[386]. В 2005 году, когда Джордж Буш предложил снова снарядить космонавтов на Луну, Хокинг заметил: “Дешевле будет послать политиков – их нет надобности возвращать обратно”[387]. Он предупреждал противников исследования стволовых клеток: “Тот факт, что стволовые клетки берутся из эмбрионов, не может быть аргументом против, поскольку эмбрионы все равно погибнут. С моральной точки зрения это все равно что пересадить сердце от жертвы автомобильной аварии”[388].

В марте 2005 года радость – снова “Симпсоны”. На этот раз в серии “Не бойтесь кровельщика” “Хокинг” переезжает в Спрингфилд. Он приобретает пиццерию и пытается научить свой компьютер произносить слоган своей компании, но добивается лишь возгласов “Пицца-пицца!”. Ему приходится треснуть по компьютеру кулаком, чтобы тот снова заработал, – в реальной жизни Хокинг не смог бы ударить кулаком. Далее по сюжету “Хокинг” спасает разум Гомера (если у того имеется разум), объяснив, что Гомер единственный видит невидимку-кровельщика, потому что в пространстве-времени образовался разрыв, крошечная черная дыра – своего рода гравитационная линза. Хокинг также принял участие в докудраме “Чужая планета” в качестве консультанта.

22 августа 2005 года долгожданная статья, в которой Хокинг обещал подробно и ясно изложить свое решение информационного парадокса, отправилась в Physical Review и была опубликована в октябре. Статья заняла всего три с половиной страницы, Хокингу хватило трех уравнений. Он воспользовался концепцией Фейнмана – “суммой историй” – и вновь, как уже делал раньше, применил ее к вселенной в целом. Когда они с Джимом Хартлом создавали гипотезу об отсутствии граничных условий, Хокинг рассмотрел различные варианты истории вселенной и вычислил, какие из них наиболее вероятны. Теперь он предлагал читателям вообразить все возможные сценарии. В одних появляются черные дыры, в других нет. В тех версиях, где есть черные дыры, информация пропадает, в тех, где черных дыр нет, сохраняется. Решение Хокинга основывалось на том, что истории вселенной с черными дырами уравновешиваются историями без черных дыр и в итоге информация не исчезает, потому что черных дыр нет. Если выждать достаточно долго, значимы окажутся лишь истории без черных дыр. Информация, таким образом, в конце концов сохранится.

Учитывая оба предлагавшихся Хокингом решения информационного парадокса и тот факт, что ранее он решительно отверг мысль, будто информация может вернуться с излучением Хокинга, не странно ли, что вскоре после публикации этой статьи в детской книге “Джордж и тайны вселенной”[389] (написанной в соавторстве с дочерью Люси, имя Кристофа Гальфара тоже присутствует на титульном листе) он предлагает принципиально иное решение – как раз с использованием излучения Хокинга? Непонятно также, как примирить со статьей 2005 года тот принцип нисходящего анализа, о котором мы поговорим чуть позже. Многих коллег Хокингу так и не удалось убедить, и они недоумевали, отчего он предпочел этот подход версии Леонарда Сасскинда и Мальдасены. Не потому ли, что раз он в свое время подкинул ученому миру эту проблему – ему ее и решать?

Задержку с выходом статьи Хокинг и Гальфар объясняли тем, что Хокингу все труднее становилось управляться со своей “кликалкой”. В этом смысле 2005 год оказался очень печальным. Скорость общения неуклонно падала с 2000 года, а теперь пальцы ослабли настолько, что не могли удержать переключатель. Вместо ручного переключателя компания Words+ прикрепила к очкам Стивена инфракрасный реагирующий на звук и прикосновение датчик – достаточно движения глаза или подергивания мускула щеки, чтобы воздействовать на маломощный инфракрасный луч. По состоянию на 2011 год Хокинг управляет лучом с помощью щечной мышцы.

Путешествия 2005 года завершились не по плану. В расписании стоял Сиэтл, но Хокинг туда не попал. Он должен был отправиться в Сиэтл из Окленда (Калифорния), но незадолго до отъезда, когда утром с него сняли респиратор, что-то пошло не так, и Хокинг “буквально выключился. Пришлось проводить реанимационные мероприятия, кое-кто из присутствовавших перепугался не на шутку, но с Хокингом такое не в первый раз”[390]. Он остался в Окленде, а выступление, предназначенное для Сиэтла, передавалось по телемосту.

Нимало не устрашенный, Хокинг запланировал на 2006 год поездки во Францию, Испанию, Китай и Израиль. То был не первый его визит в Израиль – он посещал эту страну вместе с Джейн в 1988 году, когда ему вручали премию Вольфа. Но на сей раз Хокинг поставил непременное условие своего приезда: он уделит время также и палестинцам и будет читать им лекции. Это условие было выполнено. В Израиле он отмочил очередную шутку в духе Хокинга, заявив, что обратная сторона известности – невозможность сохранить инкогнито в путешествии, причем он-то даже замаскироваться не может: “Что толку надевать темные очки и парик: инвалидное кресло выдает меня с головой”[391].

Престижная медаль Копли, врученная Хокингу в ноябре Королевской академией, совершила еще более головокружительное путешествие, чем сам Хокинг: по поручению академии британский астронавт Пирс Селлерс прихватил ее с собой на космический корабль.

Брак с Элейн закончился разводом летом 2006 года. Хокинг отказался от комментариев. Его личная помощница Джудит Кросделл отгоняла жаждущих сенсации репортеров: “Он занят. Вы его отвлекаете, это очень мешает. На это у нас нет времени… Нас нисколько не интересуют сплетни”[392].

Тем временем работа WMAP продолжалась, и физики надеялись получить результаты, с помощью которых удастся разобраться с теорией инфляции и решить ряд других вопросов. Но в ожидании этих результатов научные поиски не останавливались. Появлялись новые теории инфляции, выходившие за рамки привычных четырех измерений. В 2000 году Хокинг задумался над тем, какую роль в инфляции могут играть p-браны. Алан Гут, отец теории инфляции, тоже изучал вероятность инфляции в моделях “мира на бране”. Наталия Шумахер и Роберт Бранденбергер из Университета Макгилла (Монреаль) предложили в 2006 году модель, в которой движителем инфляции выступал горячий газ бран. В этой модели все пространственные измерения вначале были туго сжаты и знакомые нам три измерения вместе с другими находились в так называемом “орбиобразии”. В самом начале вселенной газ бран начал расширяться, плотность энергии в нем стала убывать, и три известных нам пространственных измерения прошли через период инфляции[393].

Хокинг остался жить в том просторном и комфортабельном доме, который они построили вдвоем с женой. Впервые после вступления в первый брак он жил сам по себе – но, разумеется, в окружении сиделок. Он восстановил отношения с Джейн, с детьми и внуками, разладившиеся в последние 15 лет, особенно когда возникли слухи о жестоком обращении, а Стивен не откликнулся на тревогу родных и не оценил их заботу. Теперь все с облегчением решили забыть пору взаимного непонимания.

Жирные и тощие годы

Выступая в Кембридже в 2011 году, специалист по теории струн Брайан Грин заявил, что его коллеги “счастливее свиней в грязи”, но так дело обстояло не всегда. В годы, предшествовавшие этому замечанию, – с конца ХХ века, – “хлев” выглядел не столь уж привлекательно. Уже к 1986 году стало ясно, что вариантов сворачивания дополнительных измерений угрожающе много[394], и это воспринималось как существенный изъян теории струн. Однако в тот же самый год Андрей Линде ободрил коллег, заявив в первой статье о постоянной инфляции, что многообразие типов компактификации (сворачивания) “надо рассматривать не как недостаток, а как преимущество этих теорий, поскольку тем самым возрастает вероятность существования мини-вселенных с жизнью нашего типа”[395].

Прорыв произошел в 1997 году, когда Мальдасена, работавший в ту пору в Гарварде, ввел концепцию дуальности ADS – CFT[396], то есть установил связь между традиционной теорией квантового поля и одной из версий теории струн. Вспомним, что дуальностью называется ситуация, когда две принципиально разные (иногда с виду даже противоречивые) теории точно описывают одно и то же явление. Поначалу гипотеза Мальдасены оставалась всего лишь догадкой, но была надежда создать на ее основе прочный фундамент для теории струн, а потому эта гипотеза оказала заметное влияние на развитие самой теории струн. Из соответствия ADS – CFT вытекали также существенные выводы, позволявшие увязать теорию струн с мирами на бране[397], и Хокинг надеялся тут же найти и решение информационного парадокса – лишний довод в пользу того, что информация не теряется[398].

И снова разочарование. В 2000 году Джо Полчински из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Рафаэль Буссо из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что фундаментальные уравнения теории струн имеют поистине астрономическое количество решений, каждое из которых оказывается особым, отличающимся от других способом описать вселенную. Понадобилось время, чтобы разобраться, есть ли среди этих решений сколько-нибудь стабильные, но к 2003 году удалось ответить и на этот вопрос. Решений набралось всего 10⁵⁰⁰, и проблема заключалась в том, что тем самым теорию струн никогда не удастся ни доказать, ни опровергнуть. Любые экспериментальные результаты укладывались бы в нее. А как мы уже обсуждали в главе 2, для теории это не очень-то хорошо.

И вновь на помощь пришел Андрей Линде, напомнив, что дело обстоит не так уж плохо, ведь именно это предсказывала теория вечной инфляции.

Рассмотрим для начала проблему свертывания… или отсутствие таковой.

При возникновении новой вселенной не все пространственные измерения, предсказанные теорией струн, подвергаются инфляции. Некоторые из них так и остаются невидимыми, но играют важную роль в определении формы новой вселенной. Теоретики понемногу убеждались, что измерения свернуты не произвольно. Именно тем, как они свернуты, определяются наблюдаемые в конкретной вселенной законы.

На рубеже 1980-х и 1990-х годов, размышляя над загадкой кротовых нор и молодых вселенных, Хокинг предположил, что массы частиц и другие фундаментальные числа могут оказаться разными для разных вселенных. Возможно, думал он, это “квантовые переменные”, числа, фиксируемые случайным образом в тот момент, когда возникает очередная вселенная. Бросаем кости и никоим образом не можем предугадать, как они лягут.

М-теория – это уже не бросок костей. В книге “Высший замысел” Хокинг и Млодинов писали: “Конкретной формой внутреннего пространства определяются и размеры физических констант, например, заряд электрона, и природа взаимодействий между частицами”[399]. Иными словами, фундаментальные законы М-теории допускают действие в разных вселенных разных законов природы, подобно тому как Конституция США допускает законотворчество на местных уровнях в штатах. Какими будут локальные законы данной вселенной, зависит от того, как свернутся дополнительные измерения.

Линде с коллегами рассчитали количество способов, которыми могут свернуться дополнительные измерения: каждый способ – особая вселенная[400]. Огромное число превосходит всякое воображение. Свертывание – массовый олимпийский спорт. “Многообразие” – какое-то слабое название для этого. Жаль, что с нами нет уже Джона Уилера, мастера придумывать термины.

Нисходящий анализ

В начале десятилетия Хокинг и Турок оставили горошинку-инстантон вызревать, а сами занялись другими делами. Турок все более проникался верой в “циклические” модели, согласно которым вселенная после Большого взрыва расширяется, а потом снова сокращается в Большом сжатии и вновь расширяется в Большом взрыве, и так далее снова и снова.

Хокинга больше интересовали модели вечной инфляции. Поскольку такая модель предусматривает, по-видимому, бесконечное количество возможных типов вселенных, кажется трудным, а по мнению некоторых, и невозможным рассчитать, какой тип вселенных окажется наиболее вероятным. Не устрашившись этой сложной математической задачи, Хокинг решил попробовать и по ходу дела собирался применить антропный принцип, хотя кое у кого из коллег он еще вызывал сомнения.

Споры вокруг антропного принципа, обострившиеся, когда Хокинг и Турок предложили теорию горошины-инстантона, так и не затихли. Однако старый друг Хокинга Мартин Рис вместе с Марио Ливио сумел укрепить авторитет этого принципа, опубликовав в 2005 году статью, в которой авторы доказывали, что “антропный принцип не только играет определенную роль во вполне надежных научных построениях, но и может использоваться для предсказания и отбора допустимых космологических сценариев”. Хотя “от таких аргументов у иных специалистов давление зашкаливает… этот принцип можно применять наряду с прочим космологическим инструментарием”[401]. Хокинг собирался использовать этот инструмент с максимальной отдачей.

В феврале 2006 года он вместе с Томасом Хертогом подготовил статью, в которой струнная теория множественных вселенных сочеталась с гипотезой об отсутствии граничных условий. По мнению авторов этой статьи, раннюю вселенную следовало представлять себе как наложение всех возможных вариантов, допускаемых теорией струн, – вообразите, как вы тащите карту из огромной колоды и пытаетесь разом представить себе все варианты выбора. Каждый вариант порождает иное будущее. У вселенной множество – огромное множество – возможных начал и огромное множество вероятных историй. В том же году на лекции в Калифорнийском технологическом Хокинг пошучивал: “Есть и вариант с Луной из сыра, но – к сожалению для мышей – вероятность этого варианта довольно низка”[402].

Хокинг и Хертог предпочли достаточно простую модель, допускавшую несколько инфляционных историй Земли. Нужно ли для этого “поместить себя в начало” и вычислять вероятность появления этих вселенных? Никоим образом. Нисходящий анализ Хокинга позволял начинать с настоящего, наблюдать нынешнее состояние вселенной, а отсюда продвигаться назад и решать, с какой вероятностью то или иное начальное состояние допускает в дальнейшем возникновение известной нам, населенной в том числе и разумными существами вселенной. Таким образом нынешнее состояние вселенной позволяет “производить отбор” в прошлом.

Хокинг и Хертог изучили наблюдаемые последствия отсутствия граничных условий и придумали способ проверить свою гипотезу. Если такой подход работает, то в космическом микроволновом излучении и в спектрах гравитационных волн будут наблюдаться отклонения от тех величин, которые предсказывала стандартная теория инфляции. В будущем, полагал Хокинг, появятся технологии, улавливающие эти тонкие отличия[403].

Лекцию 2006 года в Калифорнийском технологическом Хокинг читал, управляя компьютером с помощью щечной мышцы. Лекция под названием “Происхождение вселенной” охватывала некоторые новые идеи, разрабатываемые им совместно с Хертогом. Более подробно принцип нисходящего анализа Хокинг изложил в книге “Высший замысел”.

Тайны вселенной и космические приключения

Весной 2004 года вышел дебютный роман Люси Хокинг “Пресыщение”, и она взялась за вторую книгу, “Случайный марафон”. Она охотно общалась с прессой и не удивлялась – хотя и не слишком радовалась – тому, что вопросы о ее творчестве плавно переходили в расспросы о ее отце.

Жилось Люси нелегко. Брак оказался недолговечным, а вскоре после развода у маленького Уильяма диагностировали аутизм. “У меня просто сердце разрывалось”, – вспоминала Люси[404]. Джейн решительно посоветовала ей не опускать руки, а искать для ребенка наилучшее лечение. И мальчик действительно стал делать успехи. Дедом он очень гордился, но не из-за его достижений в науке, а потому, что “у дедушки есть колеса”. Хокинг отвечал внуку взаимностью: повсюду в его кабинете стояли фотографии Уильяма, одну из них он даже поместил в книге “Мир в ореховой скорлупке”.

Убедившись, что отец интересует журналистов куда больше, чем она сама, Люси приняла мудрое решение: не можешь обыграть их – играй за них. Напишем-ка книгу вместе с папой.

В июне 2006 года Люси сопровождала отца в поездке в Гонконг и Пекин, где прием Хокингу оказали еще более бурный, чем обычно. Полицейские выстроились двумя рядами, сдерживая натиск толпы, и таким образом дали гостям возможность выбраться из аэропорта. Но, как ни старались власти защитить Хокинга от напора любопытствующих граждан, инвалидное кресло чуть не перевернули. Впрочем, сам Хокинг оставался невозмутим и выразил желание сфотографироваться с этими “футбольными болельщиками”, однако на попавших в газеты фотографиях рядом с ним видны только растерянные полицейские. Наконец сумятица улеглась, и Хокинга удалось снять с группой благовоспитанных младшеклассников, которые развернули приветственный баннер выше собственного роста. Двое студентов-физиков из Университета науки и технологии, где Хокинг собирался читать лекции, удостоились чести поднести ему букет. Пол Чу Чин-У, ректор университета, заявил: “Это один из самых великих ученых в истории. Исаак Ньютон изменил мир, а Стивен Хокинг – вселенную!”[405]

Стивен и Люси Хокинг воспользовались вниманием СМИ к этой поездке, чтобы разрекламировать новый замысел: книги в соавторстве. Первой в серии стала книга “Джордж и тайны вселенной”. Помимо космических приключений юного Джорджа и его соседей, ученого Эрика и дочери Эрика Анни, а также суперкомпьютера Космоса, в книге можно найти и другие проблемы, живо интересующие Хокинга. Наглядевшись на смог китайских городов, он заметил, что Земля со временем “превратится в Венеру – 250 градусов жары и серные дожди”[406].

В серии, посвященной Джорджу, Люси вполне оправдала ожидания публики и журналистов, даже если поначалу они ее раздражали: “Тайны вселенной” и “Сокровища вселенной”[407] – две первые книги серии – не только увлекательны и поучительны, но и знакомят нас с жизнью Хокинга и его близких. В физике Эрике легко угадывается сам Стивен, силой воображения избавленный от недуга. Страсть к науке и упорное желание делиться этой любовью, неутолимое любопытство, неистовая приверженность своей работе, любовь к детям – все это Стивен. Мне довелось выяснить, что дивная и грозная старуха, бабушка Джорджа с ее избирательной глухотой, – узнаваемый портрет матери Стивена Изобел. Когда Джордж, попав на конференцию высочайшего научного уровня, отваживается поднять руку и задать вопрос, вспоминается эпизод из жизни Хокингов: Роберт, старший брат Люси, в восемь лет сопровождал отца на конференцию по научной физике. Он сидел в первом ряду, внимательно слушал, кивал, а потом поднял руку и задал вполне осмысленный вопрос. И то, как вдумчиво и серьезно физики в этой книге отвечают мальчику, – дань уважения и добрый совет Хокинга коллегам. Что же до научного содержания книги, это чистой воды Хокинг – черные дыры, излучение Хокинга, информационный парадокс, поиск других планет для колонизации.

Интервьюерам Люси объясняла, что у нее имелось множество причин взяться за эту серию. Ее сыну исполнилось десять лет, подрастал и племянник, сын Роберта и Катрины, Джордж – ему и Уильяму посвящены “Тайны вселенной”. В сотрудничестве с отцом Люси старалась создать книгу, которая хоть отчасти раскрыла бы внукам суть проделанной их великим дедом работы. Она также замечала, что на дне рождения Уильяма и родители, и дети собираются вокруг Хокинга, задают ему вопросы и с восторгом слушают ответы, а он не жалеет времени и сил на то, чтобы объяснить самые сложные научные понятия, и при этом умело сочетает информативные и насыщенные мыслью рассуждения с шутками, веселящими всю компанию. Хокинг говорил, что дети воспринимают все с живым интересом, мир для них полон чудес. Нет невозможного. Он сам был таким в детстве и остался таким в зрелом возрасте. С помощью Люси он хотел развивать любознательность нового поколения юных читателей.

Сотрудничество с отцом помогло Люси понять, как он работает – в том числе и в своих заоблачных научных сферах, – и, по словам Люси, это преобразило их отношения. Она не могла бы сказать, что отец сильно изменился – немного смягчился, возможно, – но прежде она не знала этой его стороны. “Он способен удерживать в голове невероятное количество информации, при этом отбирать лишь самое важное и краткими репликами полностью перевернуть твои представления и образ мыслей”[408]. Быстрота и ясность мышления отца, его умение подогнать разные кусочки мозаики друг к другу и соединить их поразили даже Люси.

В ноябре 2006 года в интервью Би-би-си Хокинг в очередной раз подчеркнул, что будущее рода человеческого зависит от того, сумеем ли мы колонизовать другие планеты – не в Солнечной системе, а где-то возле иной звезды[409]. Он и сам мечтал побывать в космосе. Месяцем ранее в другом интервью Хокинг признавался, что в ближайших его планах – полет в космос. “Может быть, Ричард Брэнсон мне с этим поможет”, – и Брэнсон, конечно же, не замедлил откликнуться. На 2010 год для Хокинга зарезервировали место на борту суборбитального корабля “Вёрджин Галактик” вместе с Пэрис Хилтон и Уильямом Шатнером. Доставить пассажиров на другую планету Брэнсон не брался, но Хокинг был уверен, что в будущем возможно и такое, и отправил в иные миры персонажей написанных вместе с Люси книг.

В том же 2006 году двадцать пять тысяч человек ответили в блоге на вопрос Хокинга: “Как человечеству продержаться следующие сто лет в условиях политического, социального и экологического хаоса?” Недаром он надеялся повлиять на общественность! В следующем посте блога Хокинг заговорил о генной инженерии, теперь уже не как о нежеланном, но неизбежном развитии событий, но как об утопической мечте сделать людей “мудрыми и не столь агрессивными”[410].

В той поездке в Китай Хокинг вновь принялся шутить насчет того, как папа Иоанн Павел II хотел запретить ученым исследовать начала вселенной: он, мол, хотел бы скрыть от святейшего отца тему своей лекции, а то “отдадут в руки инквизиции, как Галилея”. Ватикан к подобным высказываниям относился довольно легко, но руководители католиков-мирян уже были сыты по горло и неверной цитатой из речи папы, и подобными комментариями. Президент Католической лиги Билл Донахью резко одернул Хокинга: “Довольно искажать слова папы. Есть же принципиальная разница между утверждением, что некоторые вопросы науке неподвластны, – именно так говорил папа, – и авторитарным запретом, требованием, чтобы ученые в это не лезли”[411]. Как мы видели, слова папы достаточно верно отражали состояние науки на тот момент, когда он их произнес, и судьбой Галилея он никому при этом не угрожал. Вот точная цитата: “Любая научная гипотеза о происхождении мира… оставляет без ответа вопрос о возникновении вселенной. Сама по себе наука решить этот вопрос бессильна: для этого нужно, чтобы человеческое знание вышло за пределы физики и астрофизики в область, которую мы именуем метафизикой, и прежде всего нужно то знание, которое черпается из Божьего откровения”[412].

Хокинг прислушался к протесту президента Католической лиги. Более он не упоминал ни об этом споре, ни о судьбе Галилея, когда в качестве члена Папской академии наведывался в Ватикан. Со своей стороны папа Иоанн Павел II в 1992 году признал, что Католическая церковь несправедливо осудила Галилея, – такого признания Хокинг требовал еще в 1973 году, в первый раз приехав в Рим. Настала пора зарыть топор войны.

Невесомость

В апреле 2007 года Хокинг отважился на приключение, которое, как он надеялся, должно было стать первым этапом на пути к настоящему путешествию в космос, – на полет, в котором пассажиры подвергаются воздействию нулевой гравитации. Никто не знал, как отреагирует на перепад давления хрупкий организм, – но нет проблем! Хокинг прошел восемь циклов невесомости, всего четыре минуты, и чувствовал себя прекрасно вопреки опасениям – чужим опасениям, сам он нисколько не боялся. “Еще и еще!” – приговаривал он[413]. Четыре врача и две медсестры, контролировавшие давление, пульс и кислород в крови во время этого эксперимента, признали, что он и в самом деле может еще.

Такие полеты осуществляет компания Zero Gravity. Делается это так: самолет летает по параболической орбите (словно гигантское обзорное колесо), и когда он направляется вверх, пассажиров придавливает двойная по сравнению с обычной земной гравитация, но с вершины параболы начинается падение – оно длится 25 секунд, – и все повторяется вновь и вновь. Хокинг прошел восемь таких циклов.

У Хокинга имелась дополнительная причина для участия в этом эксперименте и для выхода в космос: он стремился как можно шире распространить свое убеждение в том, что колонизация планет – наша единственная надежда на будущее.

“В следующие сто лет едва ли удастся избежать катастрофы на планете Земля, тем более нам не продержаться тысячу лет или миллион. Нельзя возлагать все надежды человечества на одну-единственную планету. Только если мы эвакуируем отсюда часть населения, мы обеспечим свое будущее как вида”[414].

В будущем, полагал Хокинг, космический туризм сделается массовым. “Нужно развивать предпринимательство в этой области, чтобы цены снижались, как упали они на самолетные билеты и на компьютеры”[415].

Но была еще и третья причина отправиться в полет: подать пример другим инвалидам, чтобы и они не боялись экспериментировать, пробовать новое. Он смог – смогут и другие. И если не все сумеют проникнуть в начала вселенной, как Хокинг, то уж невесомость каждому по плечу. Единственное препятствие – дороговизна такого приключения.

Физик-путешественник

Даже по меркам Хокинга расписание 2008 года оказалось перегружено путешествиями, а его неутомимая помощница Джудит Кросделл выбивалась из сил. В ее обязанности входило собирать информацию к предстоящей поездке, планировать вместе с принимающей стороной мероприятия и организовывать все на месте. Нанимая Джудит на эту должность, ее предупредили: “Личные секретари в поездках не участвуют”. Другие не участвуют, но без Джудит в этих разъездах никак было не обойтись.

В январе – Чили: научный слет в Вальдивии на шестидесятилетний юбилей величайшего физика страны, харизматичного Клаудио Бунстера. Именно Бунстер десятью годами ранее пригласил Хокинга в Чили и снарядил экспедицию в Антарктиду. Из Чили – наплевать, что так трудно тащить Хокинга в инвалидном кресле на край света, на остров, который весь состоит из холмов и гор и где о “доступности для инвалидов” как-то еще не задумывались, – вся компания снарядилась на остров Пасхи. Джудит Кросделл, много лет прожившая на тихоокеанских островах, где занималась исследованиями в области туземной истории, была счастлива.

В мае – Южная Африка. Хокинга ждали в Кейптауне, в Африканском институте математических наук (AIMS) – это учебное заведение для тех, кто уже получил высшее образование, привлекало лучших студентов Африки и способствовало развитию математики и точных наук на всем Черном континенте. Поездку организовал друг и коллега Хокинга Нил Турок, основатель AIMS. В этой поездке Хокинг познакомился с Нельсоном Манделой и присутствовал на церемонии объявления очередной инициативы AIMS – “Новый Эйнштейн”. Суть программы, как сказал Хокинг в своем выступлении, – вырастить “африканского Эйнштейна”.

В сентябре Университет Сантьяго-де-Компостела пригласил Хокинга в прославленный город удивительной красоты, куда со всего мира стремятся паломники. Ученому вручили премию Фонсека, присуждаемую за популяризацию науки. По словам Джудит Кросделл, “то была трудная поездка, к ней проявляли повышенный интерес, пресс-конференция чудовищно затянулась, задавали слишком много вопросов – более сорока, но хоть позволили выбирать, и Стивен ответил на четырнадцать из них, что тоже немало”. Люси ездила вместе с отцом, заодно рекламируя испанское издание “Тайн вселенной”.

При таких разъездах немудрено было проникнуться верой и в путешествия по кротовым норам. На сей раз в лекции в Калифорнийском технологическом Хокинг уже не столь пессимистически высказывался по поводу этого способа сообщения. Он указал еще на одну возможность: черные дыры в дополнительных измерениях пространства-времени. Свет через эти измерения не проходит – только через привычные нам четыре, – но гравитация действует и там, причем гораздо сильнее, и, значит, маленькая черная дыра скорее может образоваться в дополнительных измерениях.

В этой лекции, разбирая устройство черных дыр в целом, Хокинг предложил новый подход к излучению Хокинга. От версии с парами частиц он не отступал, но увидел “альтернативную интерпретацию”. Если черная дыра совсем крошечная, то можно с достаточной точностью определить, где в ней находятся частицы, а принцип неопределенности настаивает: чем точнее известно положение частицы, тем менее точно известна ее скорость. Значит, чем меньше черная дыра, тем труднее установить скорость частицы, она может даже превысить скорость света и вырваться из черной дыры. При таком сценарии излучение Хокинга из черной дыры все-таки выходит.

Можно ли провалиться в черную дыру и попасть в другую вселенную? Хокинг допускал такую возможность и не отказывался от надежд на кротовые норы. Однако назад уже не вернешься, а потому даже он – один из самых отважных и неутомимых путешественников – предпочел бы не лезть в эти тайные ходы космоса.

“Это поразительно: самые дерзкие гипотезы о том, что происходило в первые мгновения существования вселенной, теперь можно проверить измерениями”, – восклицал в марте 2008 года ведущий исследователь WMAP Чарльз Беннет[416]. Собранные на пятом году работы данные побуждали кое в чем ограничить разнообразие теорий инфляции, подтвердив при этом реальность инфляции как таковой. WMAP обнаружил наконец то, чего никто и предположить не мог: непонятный разрыв в случайном и достаточно равномерном распределении температурных колебаний космического микроволнового излучения – “холодное пятно”[417]. Ничего определенного по поводу пятна сказать не удавалось, разве что “наблюдайте это пятно”, – однако пока что предлагавшиеся объяснения не противоречили теории инфляции.

Погоня за экспериментальными доказательствами в пользу теории, так долго остававшейся всего лишь гипотезой, происходила не только в космосе, но и на Земле, и даже под землей. 1 сентября 2008 года был пущен Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, и все затаили дыхание: наконец-то будет обнаружен бозон Хиггса!

Хокинг против Хиггса

Питер Хиггс предсказал существование бозона Хиггса в 1964 году и дождался, чтобы эта частица была включена в стандартную модель космологической теории. На пресс-конференции в 2008 году Хиггс гневно оспорил – “атаковал”, как сказано в заголовке Sunday Times[418] – некоторые высказывания Хокинга в интервью Би-би-си.

Отношения Хокинга и Хиггса испортились еще в 1996 году, когда Хокинг опубликовал статью, в которой доказывал, что бозон Хиггса никогда не будет обнаружен. К 2000 году это пророчество опровергнуть не удалось: в тот год Большой электронно-позитронный коллайдер в ЦЕРНе закрылся, так и не дав сколько-нибудь убедительных доказательств существования этой частицы, и Хокинг получил 100 долларов от коллеги из Мичиганского университета Гордона Кейна, который ставил на бозон Хиггса. Исход другого аналогичного пари оставался неясным – нужно было дождаться завершения эксперимента в Лаборатории Ферми под Чикаго. Спор между Хокингом и Хиггсом вышел за рамки нормальной научной дискуссии в 2002 году, когда на официальном обеде в Эдинбурге Хиггс заявил: “С ним трудно спорить, а потому он может позволить себе высказывания, за которые другому человеку пришлось бы отвечать. Статус звезды обеспечивает его словам убедительность, на какую другие люди рассчитывать не могут”. Хокинг ограничился ответом: “Мне казалось, научный спор можно вести без перехода на личности”, – и в частном порядке Хиггс извинился, пояснив, что Хокинг не понял общего контекста его высказывания. Извинения были приняты, мир заключен, однако Хокинг ничуть не поколебался в убеждении, что частицу Хиггса не отыщет никакой эксперимент.

На пресс-конференции незадолго до объявленной даты запуска Большого адронного коллайдера в сентябре 2008 года Хокинг растравил старые раны, сказав, что, по его мнению, “будет куда интереснее, если мы не найдем частицу Хиггса. Тем самым выяснится, что тут допущена ошибка, и найдется о чем подумать. Ставлю 100 долларов на то, что Хиггса мы не обнаружим”[419]. Хиггс ответил пренебрежительным отзывом о работе самого Хокинга: “С точки зрения физики частиц, с точки зрения квантовой теории для последовательной аргументации требуется засунуть в гипотезу что-нибудь еще, кроме гравитации, а Стивен про это забывает. Его вычисления кажутся мне крайне сомнительными”[420]. Хокинг говорил о том, что Большой адронный коллайдер мог бы принести открытия поинтереснее – например, обнаружить суперсимметричные пары. “Найдя их, мы получили бы решающий аргумент в пользу теории струн, – сказал он, – и, вероятно, убедились бы в том, что из них состоит темная материя, удерживающая галактики от разбегания. Что бы коллайдер ни обнаружил – а также если он чего-то не обнаружит, – это многое поведает нам о структуре вселенной”[421]. Комментарий Sunday Times – мол, “эта ссора шоком отразится на всем научном сообществе” – был явным преувеличением, но нетрудно понять Хиггса, который накануне восьмидесятилетия жаждал наконец убедиться в правильности своей теории.

У Хокинга с работой коллайдера были связаны собственные интересы. В последней лекции в Калифорнийском технологическом он упоминал возможность разглядеть микроскопические черные дыры, возникающие при столкновении в коллайдере. Если это в самом деле происходит, значит, микроскопические черные дыры испускают частицы именно так, как предсказывает теория излучения Хокинга[422]. Можно претендовать на Нобелевскую премию[423].

К большому огорчению и Хиггса, и Хокинга, и многих других людей, Большой адронный коллайдер пришлось выключить всего через девять дней после запуска. Замыкание в электропроводке вызвало утечку гелия в туннель коллайдера и сбой сверхпроводящих магнитов, которые направляют движение субатомных частиц. Целый год ушел на то, чтобы вернуть коллайдер в строй.

Частица Хиггса остается неуловимой и поныне, когда пишется эта книга[424]. В конце февраля 2011 года после небольшого перерыва на плановый ремонт исследователи приступили к новому циклу экспериментов. “Либо мы обнаружим частицу Хиггса, либо исключим ее существование – в любом случае мы получим очень важный результат, – заявил Серджио Бертолуччи, директор компьютерных исследовательских программ ЦЕРНа. – Конечно, принять отрицательный результат как серьезное достижение труднее, однако если частица Хиггса не существует, что-то должно обнаружиться на ее месте”[425].

Пожиратель времени

Тогда же, в сентябре 2008 года, когда возобновилась старинная вражда Хокинга и Хиггса, Хокингу выпала честь символически “перерезать ленточку” на новом украшении, появившемся в древнем центре Кембриджа. Колледж Корпус-Кристи, обладатель самого старинного университетского двора, приобрел и установил на углу Бенет-стрит и Кингс-парейд огромные механические часы без стрелок: секунды, минуты и часы отсчитывались вспышками голубых лампочек в форме слезинок на концентрических кругах, охватывавших циферблат диаметром в полтора метра. Огромный золотой циферблат весь был покрыт трещинами, пузырями, словно в тот момент, когда металл плавился, в него уронили камень. Так изображался Большой взрыв, запустивший пульсацию времени[426].

Сверкающий механизм увековечивает память великого часовщика Джона Харрисона: в XVIII веке он решил проблему определения долготы и в том числе изобрел “кузнечиковый спуск”. Часовщик и спонсор колледжа Корпус-Кристи Джон Тейлор окончил университет в 1950-х и с тех пор прославился многими изобретениями. Старинные часы – его страсть. Тейлор выполнил своего “кузнечика” в виде гигантской, устрашающего вида саранчи. Прекрасная и грозная прожорливая тварь неустанно ползет по верхнему краю часов. Она запускает лапки-рычаги в зубцы гигантской часовой шестерни, которая вращается вокруг наружного циферблата, и, как делал это кузнечик Харрисона, сдерживает и выравнивает скорость вращения. Это чудище именуется “хронофагом”, пожирателем времени[427].

Когда часы бьют час, то не привычным перезвоном, а звяканьем железных цепей о гроб, грохотом молотка, забивающего в деревянную крышку последний гвоздь, – все это спрятано внутри часов.

Вполне естественно, что именно Хокингу выпала честь публичного открытия этого великолепного механизма. Стивен Хокинг сделался олицетворением Большого взрыва и “краткой истории” времени. Он приручил время, превратил его в еще одно измерение пространства. И мистически продлил время собственной жизни, обманув то прожорливое существо на циферблате.

Тихое торжество

И все же время шло, даже для Хокинга. Годом позже, 30 сентября 2009 года, ему пришлось отказаться от звания Лукасовского профессора математики, которое он носил тридцать лет, – по уставу университета профессорам полагается в шестьдесят семь покидать кафедру. Преемником Хокинга стал Майкл Грин, известный физик-теоретик, специалист по теории струн.

В отличие от шестидесятилетия, отставка была отмечена в узком кругу, выпили шампанского на кафедре. Особых изменений не произошло – все то же до отказа перегруженное расписание, научная работа, кабинет в DAMPT. Теперь официальная должность Хокинга называлась “руководитель исследований Кембриджского центра теоретической космологии”. Ни на просторный угловой кабинет, ни на прилегающие к нему помещения, отведенные для личного секретаря и помогающего Хокингу аспиранта, никто не покушался. В записи радиовыступления на Би-би-си Хокинг подчеркивал, что не уходит на пенсию, меняется лишь название должности. Он завершил свою речь словами: “Эта эпоха – прекрасное время, чтобы жить и заниматься теоретической физикой. За последние сорок лет наши представления о вселенной радикально изменились, и я рад, что смог внести свой вклад в эту работу. Я хочу разделить со всеми свой интерес, свой энтузиазм. Миг озарения, эврика, когда открываешь нечто никому прежде не ведомое, – с чем это сравнить? Не стану сравнивать с сексом, тем более что этот миг длится дольше”[428].

В тот год Хокинг неоднократно грозился покинуть Кембридж и даже Англию в знак протеста против предполагавшегося сокращения финансирования фундаментальных исследований – вроде тех, которыми он занимался, – и государственной поддержки научного образования, к которому он так упорно подталкивал молодежь. Вместо этого основные средства собирались вложить в прикладную, промышленную науку, чтобы заработать побольше денег. Хокинг уже десять лет протестовал против подобной расстановки приоритетов – “невежественной по отношению к прошлому и слепой по отношению к будущему”, как он выражался. “Нелепо требовать от каждого научного проекта промышленной отдачи. Многие ли из великих открытий прошлого, на которые теперь опираются современные технологии, были осуществлены в поисках немедленной выгоды для промышленности? Да ни единое!”[429]

Куда бы он переселился, если бы решился на отъезд? Ему нравилось работать в замечательном исследовательском центре Ватерлоо (Онтарио), и возглавлявший Институт теоретической физики Нил Турок неоднократно приглашал Хокинга. Ходили слухи, будто, уйдя с кафедры, Хокинг займет какую-то должность в этом институте. Но Хокинг так и не уехал из Кембриджа и вряд ли уедет. Пусть он уже не Лукасовский профессор, и правительство досаждает ему, урезая фонды, и здоровье изменяет, все труднее общаться и делиться своими идеями, Хокинг по-прежнему верен своей невероятной мечте: “Полностью понять вселенную, почему она так устроена, почему она вообще существует”[430]. Сколько времени на это понадобится? Хокингу задавали этот вопрос годом ранее в интервью для шоу Чарли Роуза. Он повторил слова из Лукасовской лекции 1980 года: “До конца столетия”. И со своей фирменной ухмылкой уточнил, что до конца XXI века осталось куда больше лет, чем оставалось тогда до конца ХХ века.

Личный секретарь Хокинга Джудит Кросделл организовала в начале 2009 года приватный “Большой взрыв”, подарив боссу на день рождения мини-установку для запуска ракет. Игрушка запускала ракету через весь кабинет. В марте Хокинг слетал в Лос-Анджелес и познакомился с недавно появившейся на свет внучкой Роуз. Ей они с Люси посвятили вторую книгу о Джордже. Роуз – младшая сестра Джорджа, дочка Роберта и Катрины.

По дороге в Лос-Анджелес Хокинг выступал с лекцией в Пасадене. Это было масштабное мероприятие при огромном стечении народа, но Хокингу не привыкать. Подобное случалось по нескольку, по многу раз в год, даже в Калифорнийском технологическом, где он чувствовал себя как дома.

Космос, последняя граница

Под увертюру из “Так говорил Заратустра” Рихарда Штрауса Хокинг выехал в конференц-зал, вмещавший 4500 человек. Даже люди, незнакомые с классической музыкой, опознали это вступление как рокочущий саундтрек из фильма “2001 год: космическая одиссея”. Хокинг уже не мог сам управлять креслом, руки его бессильно лежали на коленях, коляску на приличной скорости катил по проходу помощник. Рихарда Штрауса сменил Иоганн Штраус, “Заратустру” – не столь внушительный, зато более жизнерадостный вальс “Голубой Дунай”. По пандусу кресло подняли на сцену. Аудитория замерла. Ничего не происходило. Глюк? Или таким образом он нагнетает напряжение? Аспирант подошел ближе, что-то поправил в ноутбуке. Руки Хокинга все так же неподвижно лежат на коленях. Компьютером он теперь управляет с помощью щечной мышцы. И вот знакомый механический голос, и слова, которых все ждали: “Меня слышно?” Аудитория Калифорнийского технологического института разразилась приветственными криками. Стивен Хокинг вернулся!

Лекция называлась “Зачем нам космос?”[431]. Эту лекцию Хокинг подготовил годом ранее к полувековому юбилею NASA и в первый раз прочел в Вашингтоне. В сущности, это был “более взрослый” вариант главы с тем же названием из опубликованной в 2007 году второй книги о приключениях Джорджа (“Джордж и сокровища вселенной”). В детскую книгу не вошли, в частности, рассуждения о стоимости космических путешествий. Хокинг понимал, что обойдутся они недешево, но даже если США в двадцать раз увеличат расходы на исследования космоса, эти средства все равно составят лишь малую часть общемирового бюджета. Ближайшей целью Хокинг поставил создание лунной базы к 2020 году и полет космического корабля с экипажем на Марс к 2025-му – и то и другое не столько ради новых исследований, сколько чтобы привлечь общественное внимание к космосу и к науке в целом. “Многие космологи признаются, что их интерес к науке вспыхнул, когда они увидели высадку на Луне”, – напомнил он.

Встретим ли мы “там” жизнь? Хокинг рассуждал так: вероятность существования подходящей для жизни планеты мала, еще меньше вероятность того, что жизнь действительно возникнет, но, учитывая размеры вселенной, где-то в ней должна была появиться жизнь, подобная земной. Расстояния между “живыми” планетами чрезвычайно велики, иная форма жизни, скорее всего, окажется не связанной с нашей ДНК. С другой стороны, метеориты могли разнести жизнь с планеты на планету и даже из одной системы в другую – в таком случае (этот процесс именуется “панспермия”) вполне можно надеяться отыскать где-нибудь в наших местах других живых существ с такой же ДНК.

Одним из доводов в пользу такого – то есть в результате панспермии – происхождения жизни на Земле служит подозрительно скорое ее возникновение, едва сложились подходящие условия. Земля сформировалась 4,6 миллиарда лет тому назад и первые полмиллиарда остывала до температуры, при которой мыслима жизнь. Первые следы жизни появляются 3,5 миллиарда лет назад, то есть уже через полмиллиарда лет после того, как это стало возможно. Для нас полмиллиарда лет – изрядный срок, но в геологических масштабах – чересчур короткий.

Разумеется, к нам не наведывались пришельцы (скорее всего, не наведывались – “они почему-то являются лишь чудакам и психам”), и непохоже, чтобы рядом с нами в нашей галактике существовали продвинутые цивилизации. Проект SETI так и не подключился к “Своей игре” для инопланетян. Вероятно, в ближайших сотнях световых лет от нас нет цивилизации, достигшей нашего уровня. “Я бы не побоялся страховать людей от похищения инопланетянами – и не прогадал бы”.

На вопрос, почему мы до сих пор не получали известий от иных цивилизаций, Хокинг предложил в этой лекции три ответа.

Во-первых, возможно, что вероятность зарождения жизни даже на подходящей для этого планете все же чересчур низка.

Во-вторых, даже при достаточно высокой вероятности появления жизни не так высока вероятность развития жизни до разумного состояния. (Не факт, что разум является преимуществом в борьбе за выживание вида. Лучше всех устроились бактерии и насекомые.)

В-третьих, разумные существа, научившиеся передавать в космос сигналы, умеют конструировать также и атомные бомбы или иное оружие массового уничтожения и вполне способны целиком уничтожить на этом этапе свой вид. Это соображение самому Хокингу казалось чересчур пессимистичным, но даже если инопланетная цивилизация не самоуничтожилась, учитывая недолгий срок существования жизни на Земле по сравнению с возрастом вселенной, приходится согласиться с тем, что у нас мало шансов повстречать цивилизацию, схожую с нами, – либо другая планета окажется гораздо более отсталой, чем наша, либо, наоборот, та цивилизация далеко опередила нашу и по сравнению с ней мы покажемся дикарями.

Хокинг главным образом упирал на маловероятность не самой жизни, но разумной жизни. “Некоторые полагают, что и на Земле ей еще только предстоит появиться”. Вы улыбнулись?

Это была длинная, насыщенная мыслями лекция. Хокинг ответил на вопросы студентов и сотрудников Калифорнийского технологического. Интересные вопросы он отобрал заранее: насколько близок наш мир к тому, который изображен в “Звездном пути”? Он ответил: не рассчитывайте на двигатель деформации пространства и на репликаторы. Нам предстоит “идти трудным путем” – на скорости ниже скорости света. Несколько поколений сменят друг друга в ракете, летящей к дальним мирам. Космические путешествия будут столь долгими, что экипаж успеет эволюционировать, и внутри человеческого рода появятся разные виды.

Под конец визита в Калифорнию Хокинг почувствовал себя плохо и не смог лететь в Финикс, как было запланировано. Вместо него в Финикс полетела Люси, а заранее написанное выступление Хокинга передавалось по громкоговорителям. Вернувшись в Кембридж, Хокинг прошел обследование в больнице, но на этот раз все оказалось не так уж скверно, и он вполне оправился к лету, чтобы в августе вновь слетать в Америку – в Вашингтон – и получить Президентскую медаль Свободы из рук Барака Обамы. В сентябре он отправился в Швейцарию, в ЦЕРН и в Женевский университет, где лекцию “Создание вселенной” вживую слушал переполненный театральный зал, а в видеопередаче – еще десять битком забитых аудиторий.

В Вашингтоне, когда Хокинг принимал свою медаль, прозвучала реплика, несколько неожиданно втянувшая гостя в ожесточенный спор вокруг нового закона о здравоохранении, который Барак Обама как раз пытался провести через Конгресс. Некий закоренелый противник государственного здравоохранения, желая унизить британскую систему, заявил: “Будь Стивен Хокинг британцем, он давно был бы мертв”. Хокинг возразил: а кто же он, если не британец, и живет смолоду в английском Кембридже, и “государственная система здравоохранения печется обо мне вот уже более сорока лет. Я получаю в Британии наилучшую медицинскую помощь, какая только возможна, и верю во всеобщее государственное медицинское страхование”[432]. Джейн Хокинг, пожалуй, не стала бы так горячо заступаться за британскую систему здравоохранения – немало она с ней намучилась.

В феврале 2010 года Планетарное общество Пасадены присудило Хокингу Космическую премию за выдающиеся успехи в популяризации науки. Ранее этой чести удостоились Джеймс Камерон за “Аватар” и продюсер сериала NOVA Пола Эпселл[433]. Поскольку Хокинг вновь чувствовал себя не очень хорошо, из Пасадены в Кембридж отправили специальную делегацию для вручения награды. Планетарное общество ставит себе целью “вдохновлять жителей Земли на исследование новых миров, изучение своего собственного и поиски иных видов жизни”. Пресс-релиз о проходившем в Кембридже мероприятии заканчивался словами: “Все билеты проданы”.

Еще один памятник скоротечному времени Хокинг открыл весной 2010 года. Это было необычно и трогательно: на ежегодной выставке цветов Королевского садового общества Челси в Лондоне был разбит сад, названный в его честь. “Сад Стивена Хокинга для борьбы с болезнями двигательных нейронов: краткая история времени” был посвящен не одному только Стивену, но и всем, чью жизнь затронул этот недуг – больным, их родственникам и попечителям, – и этот сад вызывал сильные, смешанные чувства. По спиральной тропе, символизировавшей эволюцию земных растений, посетители продвигались от самых древних видов к средоточию сада с “плодородными средиземноморскими растениями, которые, если климатические условия это позволят, будут кормить нас в будущем”. В центре сада находился пруд, вода которого струилась в безнадежную черную бездну – черную дыру, конец времени. Поблизости в стене сухой кладки были помещены часы, напоминавшие о стремительности хода времени, особенно для тех, кто поражен болезнью двигательных нейронов. Королева Елизавета встретилась с Хокингом в этом саду, отдала должное замыслу, побеседовала с ученым и поздравила его.

Небесный вердикт

Работа WMAP закончилась в 2009 году. В январе 2010 года вышел итоговый доклад: уловленные аппаратом макроколебания температуры фонового космического излучения оказались немного более выраженными, чем микроколебания, – это тонкое, но принципиально важное различие предсказывалось многими моделями инфляции, – а значит, вселенная в самом деле плоская[434]. Второй вывод подкреплялся с еще большей, чем прежде, убедительностью случайным распределением горячих и холодных точек космического микроволнового излучения[435].

Когда миссия WMAP готовилась к завершению[436], Европейское космическое агентство запустило в мае 2009 года спутник “Планк”, снабженный, в числе прочего, детекторами, работающими при температуре –273,05, всего на десятую долю градуса выше абсолютного нуля. Полная публикация полученных этим спутником данных по космическому микроволновому излучению – снимки, анализ, научные статьи – ожидается не раньше 2013 года, но предварительными результатами ESA поделилось уже в январе 2011-го. “Мы еще не добрались до главного сокровища, до источника космических микроволн”[437], – признавался Дэвид Саутвуд, директор научных программ ESA. Первоочередной задачей проекта было отсеять некоторые источники “шума”, создающие помехи при изучении космического микроволнового излучения. На это излучение в процессе эволюции вселенной могло воздействовать множество факторов: “всяческие астрофизические загрязнения”[438] усложняли картину – нерегулярности гравитационных линз, радиопомехи, черные дыры и даже шум самих приборов. Особый интерес создатели “Планка” проявляли к “аномальному микроволновому излучению”, которое наблюдается в регионах галактики с большей плотностью космической пыли. Удалось доказать, что это излучение порождают зерна пыли, вращающиеся после столкновения с быстро движущимися атомами или с ультрафиолетовым излучением. Если отсеять этот микроволновый “туман”, данные по фоновому космическому излучению не будут искажены – фоновое космическое излучение останется незатронутым, и данные, полученные “Планком”, позволят изучить это излучение в недоступных прежде деталях[439].

По мере того как наблюдения за космическим микроволновым излучением становились все более четкими и подробными, от моделей вселенной требовалось все более точное совпадение с этими результатами, и некоторые модели были исключены из числа кандидатов. Но пока что данные наблюдений и предсказания теории по космическому излучению, форме вселенной, гладкости на макроуровне и шероховатости на микроуровне совпадают, что говорит в пользу инфляционной космологии[440]. Как сказал Джон Барроу, “возрастающее количество данных наблюдения подтверждает определенную схему температурных колебаний космического микроволнового излучения, и это побуждает нас признать убедительность теории, согласно которой видимая нам часть вселенной пережила сильную инфляцию на самых ранних стадиях своего существования”[441].

Теория предсказывала, что гравитационные волны, возникшие сразу же после Большого взрыва, оставили заметный след в космическом микроволновом излучении[442], но этот след все время ускользал от исследователей. Нашлись, однако, более многообещающие способы исследования гравитационных волн. Кип Торн, чей интерес к черным дырам отнюдь не угас, вместе с коллегами давно уже занимался поиском инструментария, который помог бы обнаружить и замерить гравитационные волны, возникающие при образовании черных дыр, а значит, и в начале вселенной. Одна из возможных техник – лазерная интерферометрия.

Интерферометр расщепляет лазерный луч надвое, причем одна половина луча оказывается перпендикулярна другой. Луч отражается зеркалом, направляется вспять и встречается с самим собой. К каждому зеркалу прикреплена большая масса, поэтому если гравитационная волна пройдет через интерферометр, растягивая и сокращая пространство между массами (и тем самым между зеркалами), лучи слегка сместятся, и путь, который они проходят, окажется неодинаковым, в результате чего возникнет интерференционная картина (рис. 19.1).

На Земле уже были установлены детекторы гравитационных волн – в Хэнфорде, штат Вашингтон (LIGO), в немецком Ганновере и в Пизе, но царь всех этих приборов, огромнейший аппарат под названием LISA (лазерная интерференционная космическая антенна), должен отправиться в космос на трех (!) ракетах. Эти три ракеты должны будут распределиться по углам треугольника со стороной около 5 миллионов километров. Лучу света понадобится около 20 секунд, чтобы попасть из одной такой точки в другую (см. рис. 19.2). Когда гравитационные волны, растягивающие и сокращающие пространство, пройдут через этот огромный “аппарат”, их движение едва заметно изменит расстояние между ракетами, а значит, и расстояние, которое проходят лучи света между ними, и возникнет интерференция, которую чрезвычайно чувствительные приборы смогут замерить[443]. О таких аппаратах, как LIGO и LISA, говорил Кип Торн в юбилейной речи на шестидесятилетии Хокинга: он обещал, что к его семидесятилетию детекторы гравитационных волн, LIGO, GEO, VIRGO и LISA, успеют проверить его “великое пророчество о черных дырах”[444]. И детекторы работали вовсю!

Вслед за WMAP, “Планком” и LISA NASA намечает запуск Эйнштейнова зонда инфляции (Einstein Inflation Probe) для изучения космического микроволнового излучения, а также Наблюдателя Большого взрыва (Bing Bang Observer), призванного исследовать гравитационные волны. Вместе эти два подхода, возможно, дадут нам то, чего пока не сумели дать ни замеры, ни исследования, ни даже чрезвычайно успешная работа WMAP: мы поймем наконец физический механизм и энергетический масштаб самой инфляции[445]. Изучение гравитационных волн – наиболее прямой путь (для нас, жителей Земли) к постижению судьбы вселенной в первые доли секунды ее существования.

Помогут ли полученные в наблюдении данные однозначно решить вопрос, была ли инфляция или ее не было? Теория инфляции содержит определенные предсказания о паттернах и свойствах гравитационных волн. Если данные наблюдения совпадут с ее предсказаниями, это будет серьезным доказательством в пользу теории инфляции, если же гравитационных волн не обнаружится, более вероятной покажется другая модель – экпиротический сценарий, в котором не происходит инфляция, а вселенная возникает в результате чрезвычайно медленного столкновения двух трехмерных миров на бранах, движущихся в скрытом от нас дополнительном (четвертом) измерении пространства.

Высокие ставки

Возможно ли проверить общие концепции, ту же теорию вечной инфляции, с нашей точки наблюдения, затерянной внутри дальнего уголка вселенной? Какие данные можно собрать прямо тут, в отпущенных нам небольших пределах?

Стивен Хокинг и его коллеги отнюдь не отчаиваются: они верят, что можно делать обоснованные предсказания и сопоставлять их с данными точных наблюдений, которые еще предстоит получить, – например, со спутника “Планк”. В статье, написанной в сентябре 2010 года, Стивен Хокинг, Джим Хартл и Томас Хертог признали, что не существует способа “наблюдать мозаичную структуру вселенной. Мы видим не вселенную в целом, но лишь почти гомогенный регион [доступный нашему наблюдению] внутри нашего светового конуса”[446]. И хотя остается вероятность, что более существенные флуктуации могут быть обнаружены лишь на гигантских весах, которые нам создать не под силу, – на уровне “сверхгоризонта”[447], – эти ученые все же считают, что волновая функция, предсказанная отсутствием граничных условий, поможет им вычислить небольшие нарушения однообразия внутри той части вселенной, которая доступна наблюдению. Отсутствие или наличие случайности в спектре температурных вариаций фонового космического излучения, по их мнению, даст ценную информацию для построения общей картины – и для того, чтобы судить, существует ли общая картина.

Рис. 19.1. Схема установленного на Земле интерферометра гравитационных волн (предоставлена Кипом Торном).

Рис. 19.2. LISA – Лазерная космическая антенна-интерферометр, совместно установленная EAS и NASA, – будет отслеживать низкочастотные гравитационные волны (схема предоставлена Кипом Торном).

Подобно тому как квантовая волновая функция частицы позволяет судить обо всех возможных путях частицы из точки в точку, волновая функция отсутствия граничных условий представляет собой все возможные с точки зрения физики истории вселенной, если наша вселенная началась так, как предполагают Хокинг и Хартл. В предыдущей статье, в январе 2010 года, ученые отчитывались о результатах проверки ряда различных историй вселенной[448]. При бесконечном количестве возможностей вычислить наиболее вероятные не так-то просто, но Хартл, Хокинг и Хертог сумели прийти к некоторым выводам даже без перенормировки, к которой прибегал, работая с бесконечностями, Ричард Фейнман (и сам же называл эту уловку “безумной”)[449]. Исследуемые ими истории вселенных они разделили на две группы.

Во-первых, рассмотрим модели вселенной, в истории которых, скорее всего, отсутствует инфляция. Иными словами, эти вселенные не принадлежат к большой группе вселенных, порождаемых инфляцией. Если мы живем в такой вселенной, если она похожа на вселенную, какую мы наблюдаем ныне, и если Хартл, Хокинг и Хертог правильно используют волновую функцию отсутствия граничных условий в своих вычислениях, то к каким ожиданиям подводят нас эти вычисления?

1. Космическое микроволновое фоновое излучение при доступных нам измерениях обнаруживает определенную схему неслучайного распределения спектра колебаний температур.

2. За пределами того, что доступно нашим наблюдениям, в макромасштабе – в целом гомогенность.

3. В нашем прошлом – небольшая инфляция.

Наблюдения космического фонового излучения не позволяют проверить пункт 2, а с двумя другими предсказаниями, по-видимому, не совпадают.

Значит, имеет смысл разобрать другую группу моделей вселенной. Эти вселенные входят в общую картину вечной инфляции. Если мы живем в такой вселенной, и если опять же она похожа на вселенную, какую мы наблюдаем ныне, и если Хартл, Хокинг и Хертог правильно используют волновую функцию отсутствия граничных условий в своих вычислениях, то к каким ожиданиям подводят нас эти вычисления?

1. Космическое микроволновое фоновое излучение при доступных нам измерениях обнаруживает высокую степень случайности в распределении спектра колебаний температур.

2. За пределами того, что доступно нашим наблюдениям, в макромасштабе – заметные нарушения гомогенности.

3. В нашем прошлом – более продолжительная фаза инфляции.

Вот это уже похоже на дело! Или, по крайней мере, так оно кажется. Ключевой фактор – отсутствие случайности в спектре фонового излучения или же наличие такой случайности и ее степень. Это мы можем наблюдать.

Однако Хартл, Хокинг и Хертог отважились продвинуться дальше и повысить ставки: в статье за сентябрь 2010 года они сообщили, что согласно их вычислениям наша вселенная, вероятно, завершила фазу инфляции при самом низком потенциале поля[450]. Они достаточно точно предсказали итоги наблюдений в доступном нам регионе (в пределах нашего светового конуса) – не только высокий уровень случайности в распределении спектра температурных вариаций космического фонового излучения, но также уровень и форму, в какой распределение и спектр вариаций будут отклоняться от полной случайности, если теория вечной инфляции верна[451]. Отклонение будет крайне малым, обнаружить его нелегко.

Теперь подождем, пока “Планк” и другие космические зонды не проведут достаточно точные измерения, по которым можно будет судить, насколько верны эти предсказания. Также должна обнаружиться конкретная схема незначительных флуктуаций температуры космического микроволнового излучения, предсказанная гипотезой Хартла и Хокинга об отсутствии граничных условий. “Планк”, возможно, также обнаружит определенным образом искривившиеся пути световых лучей, и это покажет, что наша вселенная обладает геометрией, предсказанной некоторыми моделями многообразной и вечной инфляции[452].

Излучение Хокинга – на Земле и на практике

Пока Хокинг, Хартл и Хертог искали доказательства в пользу теории вечной инфляции, другая группа физиков занималась экспериментом, в ходе которого надеялась получить излучение Хокинга не на границе черной дыры и не на горизонте событий ранней вселенной, а в лаборатории. Даниэле Фаччо из Инсубрийского университета (город Комо) вместе со своей командой сообщил под конец сентября 2010 года в статье, поданной в Physical Review Letters, об успехе эксперимента[453]. Они стреляли лазером по глыбе стекла. Расчет строился на том, что, проходя через стекло, лазерный импульс изменит скорость с учетом индекса рефракции (преломления света) в стекле. Если сильный лазерный импульс А послать вслед за более слабым и медленным В, А постепенно настигнет его, и в результате скорость света поблизости от импульса В замедлится. Импульс В будет все более замедляться, пока вовсе не остановится: конец импульса А, ведущий себя подобно горизонту событий черной дыры, поглотит его.

Вспомним разговор об излучении Хокинга: постоянно возникают пары частиц. Две частицы в паре возникают вместе, а потом расходятся. Спустя короткий – невообразимо короткий – промежуток времени они вновь соединяются и уничтожают друг друга. Когда это происходит на горизонте событий черной дыры, то может случиться и так, что прежде чем пара вновь встретится и аннигилирует, частица с отрицательной энергией пересечет горизонт событий и угодит в черную дыру. Частица с положительной энергией тоже может упасть в черную дыру, но не обязана. Она освобождается от уз партнерства и может покинуть горизонт событий в виде излучения Хокинга. Наблюдателю со стороны покажется, будто частица вылетела из самой черной дыры, но на самом деле она вылетела с наружного ее края, а парная частица унесла свою отрицательную энергию в черную дыру.

Фаччо и его сотрудники наблюдали именно такие частицы – в данном случае фотоны, – стараясь определить, втягивает ли в себя горизонт событий одну частицу из пары, когда импульс проходит через стекло, давая таким образом возможность второй частице ускользнуть в виде излучения Хокинга. Они установили камеру, направили ее на стеклянный блок и 3600 раз выстрелили в него лазером. Камера зафиксировала слабое излучение как раз в том спектре частот, который предсказан излучением Хокинга. Тщательно исключив другие источники сияния, исследователи пришли к выводу, что они в самом деле наблюдали излучение Хокинга.

Получит ли за это Хокинг Нобелевскую премию, которую, как правило, не присуждают даже за самые интересные гипотезы, если те не подтверждаются данными экспериментов или наблюдений? В ноябре 2010 года, вскоре после эксперимента в Комо, я спросила Хокинга: как, на его взгляд, Фаччо с командой в самом деле получили излучение Хокинга? Он ответил намеком: “Нобелевскую премию мне не присудят”.

Книга Хокинга “Высший замысел”, написанная в соавторстве с Леонардом Млодиновым, вышла осенью 2010 года. Подзаголовок звучал не по-хокинговски: “Новые ответы на главные вопросы жизни”. Прежние подзаголовки отличались суховатым юмором – тут и “краткая” история времени, и вселенная “в ореховой скорлупке”. Неужели мы дождались разговора всерьез?

“Высший замысел” подводил итоги трудов и размышлений Хокинга на протяжении полувека и давал читателю полное представление о современном состоянии поисков теории всего. Тут и “суммы историй” Фейнмана, и антропный принцип, и “модели” и “реальность”, и гипотеза об отсутствии граничных условий, и информационный парадокс, и разоблачение современной философии (на сей раз Хокинг предпочел начать с философии, а не закончить ею), и битва с Богом. И с самого начала бросается в глаза по меньшей мере одна существенная перемена: поиски теории всего сворачиваются.

Айзек Азимов когда-то писал: “Из всех стереотипов, преследовавших людей науки, один оказался наиболее вредоносным. Ученых клеймили “злодеями”, “безумцами”, их называли “холодными”, “эгоистичными”, “рассеянными” и даже “консерваторами”, и все это они могли без особых потерь пережить. К несчастью, их считают “правыми”, и это непоправимо искажает самую суть науки”. Стивен Хокинг поколебал этот стереотип – он, как мы не раз описывали в этой книге, порой радикально менял прежнее свое мнение. Как озорной мальчишка, он выдергивал коврик из-под ног гипотезы, которую сам же помогал создавать. Но мы также видели, что эти отступления на самом деле не были отступлением и тем более отречением. Хокинг играл по собственным правилам, никогда не упуская из виду главную цель. Если он сходил с намеченного пути, то лишь потому, что другая дорога оказывалась ближе. Но отказаться от надежды найти теорию всего – это уж слишком большая жертва, на такую Хокинг не пошел бы, если б не получил неопровержимое доказательство: этот шаг необходим, только он ведет вперед.

И еще кое-что бросалось в глаза на первых же страницах “Высшего замысла”: Хокинг избавился от прежней подозрительности в отношении теории струн. Трудно в точности установить, когда именно он успел переменить мнение. Большинство сообщений – не его собственных, но со стороны – указывает, что почти до конца 1990-х Хокинг оставался противником этой теории. Сам же Хокинг уже в 1991 году говорил мне (см. главу 13), что, на его взгляд, теория струн превращается в наиболее перспективный путь к теории всего. Он оказался прав, но… как всегда, с поворотцем.

Новым кандидатом – и, пожалуй, финалистом в гонке за звание “окончательной теории вселенной” – стала М-теория. В качестве теории всего – такой, как мы себе ее представляли – М-теория несколько разочаровывает. На футболке она не уместится и стихотворению Уилера отнюдь не соответствует. Не подпадает она и под золотое пифагорейское требование сочетать истину с ясностью и простотой. Значит ли это, что М-теория неверна? Хокинг полагает, что тут не приходится говорить о верной или окончательной теории – главное, что на лучшее мы уже не можем рассчитывать.

М-теория представляет собой не единую формулу, а целый ворох, “семейство теорий”, по выражению Хокинга. Каждый член семейства точно описывает наблюдения в определенной группе физических явлений, но ни одна из этих теорий не может считаться пригодным описанием всех физических ситуаций. Ни одна не отвечает за “все”. При этом они очень разные, но все работают на одном уровне и все можно рассматривать как аспекты единой, лежащей в их основе теории[454]. Однако сформулировать эту лежащую в основе глубинную теорию в виде единого набора уравнений не получается – и, вполне вероятно, никогда не получится.

Хокинг и Млодинов сравнивают эту ситуацию с изображением Земли на плоской карте. Поскольку проекция Меркатора, применяемая для таких карт, увеличивает северную и южную оконечности Земли пропорционально к другим регионам планеты, и искажение усиливается по мере продвижения к полюсам, а сами полюса на карте не представлены, Земля в целом изображается на карте с меньшей точностью, чем отдельные ее части на специальных картах. При совмещении региональных карт местами районы накладываются друг на друга, но при этом изображения не приходят в противоречие: одно и то же место выглядит одинаково на всех картах, любая карта вполне надежна и достоверно представляет конкретную область. Но единая плоская карта не может точно передать поверхность Земли. И точно так же ни одна теория не может полностью отобразить все наблюдения[455].

Ныне теоретики рассматривают пять разных теорий струн и супергравитацию, на которую Хокинг возлагал в 1980-х большие надежды, как семейство приблизительных выражений фундаментальной М-теории. Эти шесть приближений – словно шесть меньших карт в придуманной Хокингом аналогии.

Не очень-то это соответствует идеалу: мы-то надеялись достичь полного понимания устройства вселенной. Но мы же не будем сидеть тут и горевать о том, что не дается нам в руки фундаментальная и всеохватывающая теория. Кое-что нам все же известно. Существует десять или одиннадцать измерений пространства и времени. Существуют точечные частицы, вибрирующие струны, двухмерные мембраны, трехмерные объекты и другие объекты, разворачивающиеся в большем количестве измерений (до девяти или, по некоторым мнениям, до десяти измерений пространства), – эти объекты физики называют p-бранами.

Мы уже обсуждали предположение, что мы не замечаем других измерений пространства помимо известных нам трех, потому что они туго свернуты. Немыслимое число вариантов их сворачивания поначалу обескураживало тех, кто надеялся превратить теорию струн в единую теорию всего. Как происходит сворачивание, мы проиллюстрировали на примере садового шланга, но Хокинг и Млодинов придумали аналогию получше.

Они предложили читателям вообразить двухмерную плоскость – скажем, лист бумаги. Плоскость двухмерна – требуется зафиксировать лишь два числа, координаты по горизонтали и по вертикали, чтобы определить положение любой точки на листе. Но приходило ли вам в голову, что двухмерна и соломинка, через которую вы пьете сок? Для определения координат точки достаточно измерить расстояние от одного из концов соломинки плюс указать положение на окружности. Но представим себе очень, очень тонкую соломинку: в такой едва ли понадобится указывать положение точки на окружности. Если соломинка будет очень тонкой – одна миллионная миллионной миллионной доли сантиметра в диаметре, – измерение по окружности фактически исчезнет. Именно так теория струн предлагает нам понимать дополнительные измерения – они свернуты или искривлены, и оттого масштаб их столь мал, что мы их вовсе не замечаем. Принято говорить, что они свернуты “во внутреннее пространство”.

В первой половине 1990-х годов теоретики уже перестали страшиться невероятного количества вариантов скручивания дополнительных измерений. Они пришли к пониманию, что все эти многочисленные способы сворачивания на самом деле представляют собой лишь разные способы смотреть на дополнительные измерения с нашей точки зрения – из четырехмерного пространства-времени. Тем не менее Андрей Линде указал, что способ сворачивания дополнительных измерений имеет принципиальное значение. В каждой вселенной именно им определяются наблюдаемые законы природы. Но М-теория допускает множество вариантов свертывания внутреннего пространства, то есть допускает множество типов вселенных, в каждой из которых действуют свои законы. Число это непостижимо велико.

Хокинг предложил рассматривать возникновение этих вселенных, применяя известную аналогию Эддингтона, – только теперь это будет уже не воздушный шар и на нем не будет ползущего муравья. В лекции 2006 года в Калифорнийском технологическом Хокинг предложил аудитории сравнить расширяющуюся вселенную с надувающимся пузырем. Вспомните, как идет пузырями закипающая вода. Формируются и тут же лопаются крошечные пузырьки. Это вселенные, которые успевают лишь слегка расшириться и тут же, прежде чем они сколько-нибудь вырастут, их настигает коллапс. Никаких звезд, галактик, о разумной жизни уж не говоря. Но некоторые, начав с таких же микроскопических размеров, продолжают расти, благополучно избегнув коллапса, – во всяком случае, они расширяются достаточно долго. Сначала расширение идет с нарастающей скоростью – знакомая нам инфляция.

“Высший замысел” вновь возвращается к знаменитому рассуждению Ричарда Фейнмана о частице, путешествующей из одной точки в другую. В квантовой физике нельзя определить промежуточные положения точки по пути из исходного пункта к цели. Из этого делали вывод, что и пути у точки нет, но, как мы видели, Фейнман пришел к выводу, что с тем же успехом мы могли бы сказать, что точка движется разом по всем мыслимым траекториям. В этом ключе рассмотрим и ситуацию с множеством вселенных, возникающих в результате вечной инфляции. Недостаточно сказать, что у каждой вселенной есть своя история. На самом деле, если мы применяем подход “суммы историй”, то у каждой вселенной обнаружится множество возможных историй и множество возможных состояний на более поздних стадиях ее развития. Большинство этих состояний категорически исключает появление какой-либо жизни. Лишь незначительно малая доля вселенных допускает появление существ, подобных нам.

Среди множества альтернативных вселенных лишь одна полностью едина и подчиняется регулярным законам. Вероятность существования такого рода вселенной чрезвычайно высока. Это наиболее вероятная из всех возможных вселенных, но это – не наша вселенная. Вселенная, при зарождении которой не происходили бы небольшие отклонения – те самые, что ныне обнаруживаются нерегулярностями фонового космического излучения, – не могла бы стать нашим домом. Нам понадобилась вселенная, где в одних областях плотность чуть больше, чем в других, и потому гравитация стягивает материю воедино, формируя галактики – звезды, планеты, возможно, и людей. Как сформулировал Хокинг в лекции в Калифорнийском технологическом в 2006 году: “Карта микроволнового излучения неба – чертеж всей структуры вселенной. Мы – порождение флуктуаций ранней вселенной”[456]. К счастью, есть много историй вселенной с небольшими нерегулярностями. Они почти столь же вероятны, как полностью единообразная и регулярная вселенная. Мы не можем подсчитать, сколько альтернативных вселенных в итоге порождает нечто вроде “нас”, но мы знаем, что это случилось как минимум однажды.

Еще одна знакомая концепция вошла в рассуждения Хокинга об М-теории: на квантовом уровне мы не можем наблюдать, не вмешиваясь, не меняя тот самый объект, который пытаемся наблюдать. Но еще важнее – и менее очевидно для большинства людей, – что как бы внимательно и полно мы ни изучали настоящее, та часть прошлого, которую мы не можем наблюдать, оказывается столь же неопределенной, как и будущее. Это набор возможностей, некоторые из которых более вероятны, чем другие. Объединив эту идею с концепцией суммы историй Фейнмана, Хокинг пришел к выводу, что “вселенная обладает не единой историей, но всеми возможными историями, каждая со своей степенью вероятности. Наши наблюдения нынешнего состояния вселенной влияют на ее прошлое и определяют различные истории вселенной”[457]. Это не так уж непривычно. Мы уже видели, как Хокинг и Хартл использовали концепцию суммы историй, создавая гипотезу об отсутствии граничных условий. Новая концепция Хокинга отличалась смещением акцентов: он осознал, что наши наблюдения в настоящем определяют выбор историй и из этого приходится делать весьма серьезные выводы для понимания вселенной в целом.

Вспомним еще раз метод Фейнмана: рассмотреть все траектории, по которым частица могла добраться из исходного пункта в конечный. Применить этот метод к историям вселенной не так-то просто. Нам неизвестен пункт А (начало), зато в нашей собственной вселенной мы располагаем подробными сведениями о пункте В, то есть о нынешнем состоянии. Хокинг предлагает рассмотреть все истории, соответствующие отсутствию граничных условий (истории, предполагающие закрытую поверхность и отсутствие граничных условий, – наш “глобус Земли”) и приводящие к тому состоянию вселенной, которое мы наблюдаем сейчас (точка В). Точек А большое количество, хотя мы не вправе утверждать, будто среди них есть истории вселенных, начинающиеся “как угодно”, – мы сводим число возможностей к тем, которые соответствуют условию об отсутствии граничных условий. Если бы мы начинали с исходного пункта А, мы могли бы прийти ко множеству пунктов В: некоторые из них были бы похожи на теперешнее состояние нашей вселенной, но большинство – отнюдь нет.

Вместо такого подхода Хокинг рекомендует свой “нисходящий анализ”: прослеживаем истории вселенной в обратном направлении, от нынешнего состояния к началу. Это новый подход к космологии и даже к причинно-следственным связям. Вселенная лишается единой и независимой от наблюдателя истории. Мы сами создаем историю своей вселенной уже тем, что существуем и наблюдаем. Мы создаем историю, а не она нас.

Рассмотрим, к примеру, вопрос, почему в нашей вселенной осталось всего четыре несвернутых измерения пространства и времени. В М-теории нет безусловного правила, что вселенная должна обладать ровно четырьмя наблюдаемыми измерениями. Нисходящий принцип в космологии предполагает целый спектр возможностей с количеством полноценных пространственных измерений от нуля до десяти. Три измерения пространства и одно времени – возможно, не самый вероятный сценарий, но только он нас и интересует.

Когда мы рассматриваем вселенную по старинке, “по восходящей”, не обнаруживается никакой внятной причины, отчего законы природы таковы, каковы они есть, почему вселенная так точно подогнана к нашему существованию. Однако мы наблюдаем эти законы природы, и мы существуем. Почему бы не начать с этого? Наше присутствие чрезвычайно важно. Из огромного набора возможных вселенных наше присутствие “отбирает” те, которые совместимы с нашим существованием, а все остальные почти не имеют значения (почти – об этом Хокинг еще поговорит).

Во вселенной, где отсутствуют граничные условия, не приходится спрашивать, с чего она началась. Начала не было. М-теория избавляет нас от необходимости искать ответ на вопрос, почему вселенная так точно подстроилась под нас: наше существование “выбирает” вселенную, в которой мы живем. Мы подстраиваем ее под себя. На полную мощь заработал антропный принцип. Хокинг утверждает: “При всей нашей малости и незначительности в масштабах космоса это и в самом деле превращает нас во владык вселенной”[458].

Возникает вопрос: а проверить эту теорию мы сумеем? Хокинг надеется, что удастся подобрать способы измерения, которые помогут отделить принцип нисходящего анализа от других методов и проверить его правильность. Возможно, эти измерения получится провести в будущем со спутников. В лекции 2006 года в Калтехе Хокинг упоминал “новое окошко в самую раннюю вселенную”, которое откроет для нас обнаружение и измерение гравитационных волн. В отличие от света, который многократно рассеивался свободными электронами, пока не застыл в том состоянии, в каком вселенная находилась в возрасте 380 тысяч лет, гравитационные волны дошли до нас от самого начала существования вселенной без вмешательства иной материи[459].

Хокинг распространяет нисходящий принцип на возникновение жизни на Земле. Он красноречиво описывает, как наша вселенная, Солнечная система, наш мир поразительным образом подогнаны так, чтобы обеспечить наше существование, – точность этой подгонки превосходит любые разумные ожидания. Антропный принцип формулируется заново – очень просто и неоспоримо. Вот что говорит Хокинг: “Когда существа, обитающие на планете, где возможна разумная жизнь, присматриваются к окружающему их миру, они непременно обнаруживают, что этот мир соответствует условиям, при которых они могут существовать”[460]. Фактом своего присутствия мы не только выбираем свою вселенную, но и выбираем такую историю Земли и своего космического соседства, которая позволит нам существовать.

В “Высшем замысле” Хокинг уже без колебаний говорит о полном предопределении. Информационный парадокс абсолютно перестал его беспокоить. Хокинг решительно и однозначно заявляет: “Научный детерминизм, сформулированный Лапласом… на самом деле служит основой всей современной науки”[461]. В этом он, разумеется, никогда и не сомневался. Другое дело, что прежде из гипотезы об исчезновении информации следовало пугающее предположение: вся современная наука может оказаться неправа. Теперь эти страхи улеглись, и Хокинг говорит, что научный детерминизм есть “принцип, на котором основана вся эта книга”[462]. И далее: “Эта книга растет из концепции научного детерминизма”[463].

Научный детерминизм применяется и к людям. “Кажется, – пишет Хокинг, – что мы представляем собой всего лишь биологические машины и что свобода воли – всего лишь иллюзия… Поскольку мы не в силах решить уравнения, управляющие нашим поведением, мы прибегаем к эффективной теории свободной воли”[464]. Нам бы, вероятно, хотелось, чтобы Хокинг уделил в своей книге больше внимания этому вопросу. Уже немалая работа проделана в сфере изучения свободной воли, кто-то разделяет взгляды Хокинга, кто-то их оспаривает, но Хокинг не стал углубляться в обсуждение. Он обладает достаточной свободой воли, чтобы сделать такой выбор. И другая его фраза – в мире царит беспорядок, потому что, “как всем известно, многие решения принимаются необдуманно или в результате неверного анализа последствий того или иного решения” – тоже вызывает желание подробнее все обсудить. Этот комментарий звучит как-то небрежно по сравнению с характерными для лекций и публичных выступлений Хокинга глубоко продуманными рассуждениями о мире и человеке.

Но далее выясняется, что детерминизм – концепция сложная и вовсе не столь жесткая, как мы думали. Ранее в этой книге мы говорили о том, что на квантовом уровне вселенной приходится принять пересмотренную версию детерминизма, в которой, исходя из состояния системы в любой конкретный момент времени, законы природы определяют вероятность различных будущих и прошлых, а не диктуют их неумолимо. Говоря словами Хокинга: “Природа допускает множество разных исходов, у каждого из которых есть определенная вероятность”[465]. Можно испытать квантовую теорию, многократно повторяя эксперимент и отмечая частоту выпадения различных результатов, а затем подсчитав, соответствует ли частотность результатов той вероятности, которую предсказывает теория.

Хокинг вновь возвращается к идеям, которые мы с ним обсуждали в гостиной старого здания DAMPT в 1996 году. За эти идеи его в свое время некоторые коллеги критиковали. Он говорил мне тогда: “Мы никогда не придем к независимому от модели пониманию реальности, но это не означает, будто реальности, независимой от модели, не существует. Если б я в нее не верил, я бы не стал заниматься наукой”. Теперь, в “Высшем замысле”, он курсивом выделяет слова: “Не существует независимой от образа или теории концепции реальности”. Далее Хокинг предупреждает, что данный “вывод играет важную роль в книге”. Это утверждение отчасти повторяет сказанные им мне слова (вместо “понимания” стоит “концепция”), но вторая, очень существенная часть опущена, и читатель остается в неведении, действительна ли она для Хокинга по сей день.

Далее Хокинг упоминает еще два подхода к “реальности”, которые он также отвергает. Первый подход – “реалистический” взгляд классической науки, основанный на вере в существование реального внешнего мира, мира, который можно измерить и проанализировать и который предстает одинаковым перед любым наблюдателем. Второй подход – “антиреалистический”, который до такой степени замыкается на эмпирическом знании, полученном в опыте и наблюдении, что уже не отваживается теоретизировать и в итоге уничтожает сам себя, ибо все наши знания проходят через наш мозг, а значит, в чистом виде эмпирического знания попросту не существует.

Хокинг надеялся, что его “реализм зависимости от модели” снимает противопоставление реализма и антиреализма. Он утверждает, что имеет смысл только вопрос, соответствует ли модель данным наблюдения, а не “реальна” ли эта модель. Если с данными наблюдений совпадает несколько моделей, нет смысла обсуждать, какая из них наиболее “реальна” или “верна”. “Наше восприятие (а тем самым и наблюдения, из которых проистекают теории) действует не прямо, но как бы проходит через множество линз, через интерпретирующие структуры нашего мозга”[466]. И это относится также и к повседневному опыту, а не только к науке, уточняет он. Даже в обычной жизни, создаем мы сознательно модели или нет, мы никогда не бываем свободны от той или иной модели реальности. Однако это “смоделированное” представление отнюдь не лишено смысла: именно так человек познает свой мир и учится им управлять. Модели укрепляются или отвергаются в зависимости от того, насколько они соответствуют наблюдению и опыту.

С этим согласиться нетрудно. Конечно, мы все склонны это отрицать – по крайней мере, отчасти и иногда, – но мы ведь и в самом деле всю жизнь учимся именно так. У вас свой набор опытов, у меня свой. Возможно, нам удастся “согласиться не соглашаться” и не добиваться непременного признания “правоты” или “неправоты”. Готов ли Хокинг пойти еще дальше и применить свою философию к тем сильнейшим убеждениям, которые разделяют человечество? Тут он бы, пожалуй, вспомнил и вторую, вполне платоновскую часть своего высказывания и ответил: “Это не означает, что “правильно” и “неправильно” не существуют, – если бы я не верил в их существование, жизнь лишилась бы смысла”. С другой стороны, есть мнение, что и наши ценности – продукт эволюции. При таком раскладе “правильно” то, что способствует выживанию вида, и не приходится ждать более глубоких и фундаментальных истин. Если это верно (а что такое “верно” в подобных спорах?), то и независимая от модели мораль – такая же иллюзия, как независимая от модели реальность.

Как бы то ни было, рассуждения Хокинга о “реальности” помогают понять одну загвоздку, возможно, мешавшую вам после прочтения главы 2. Если никто не видел, к примеру, электрон, почем знать, “реален” ли он?

Хотя электрон действительно никто не видел, это удобная модель, объясняющая наблюдаемые в конденсационной камере или в кинескопе следы и световые пятна. Эта модель чрезвычайно успешно применяется как в фундаментальной, так и в прикладной науке. Но реальны ли электроны? Большинство физиков ответят – да, конечно, они вполне реальны, но Хокинг считает сам этот вопрос бессмысленным.

“Реализм зависимости от модели” он считает разумным подходом к дуальностям – к ситуациям, когда два разных, возможно, исключающих друг друга описания требуются одновременно, потому что вместе они дают более последовательную картину, нежели каждое из них по отдельности. Нельзя утверждать, будто одна теория “лучше” или “реальнее” другой. Сошлемся на самый известный пример, дуальность волны и частицы, которая возникла в науке начала ХХ века, когда ученые обнаружили, что во взаимодействии с материей свет ведет себя как поток частиц, а в движении – как волна.

Этот разговор подводит нас к более точному пониманию М-теории. По-видимому, ни одной математической модели не будет достаточно для описания всех аспектов вселенной. Каждая теория из семейства М-теории описывает определенный ряд явлений. Там, где эти ряды перекрываются, теории согласованы друг с другом, и в этом смысле они составляют часть единой теории, подобно тому как отдельные карты в предложенной Хокингом аналогии составляют части одной большой карты. Но во всем семействе нет теории, которая могла бы охватить и все силы природы, и частицы, упомянутые в главе 2, и ту форму пространства-времени, в которой разыгрывается игра вселенной. Если поиск теории всего упирается в такую фрагментированную карту, так тому и быть, “это приемлемо в рамках зависимой от модели реальности”[467]. У нас не будет фундаментальной теории, независимой от известных нам моделей.

Хокинг и Млодинов пишут, что все вселенные возникли из ничего, естественным образом и по законам физики, творца для этого не требуется. Здесь они намеренно упрощают свою мысль, чтобы не возникало разночтений. В теории вечной инфляции, которой придерживается Хокинг, вселенные не возникают из ничего – они возникают из других вселенных. Где-то в прошлом могли быть первая вселенная и первый цикл инфляции, с чего все началось, или же постоянный процесс самовоспроизведения уходит в прошлое бесконечно далеко. Возможно, происхождение первой вселенной (если таковая была) можно объяснить исходя из гипотезы об отсутствии граничных условий, которая оставляет нас ровно там, где останавливается “Краткая история времени”: все с теми же фундаментальными вопросами и все с тем же “местом для Бога”.

“Высший замысел” больше внимания уделил другой загадке: каким образом вселенная “подогнана” под нас. Для верующих, особенно для тех, кто все еще не отказался от концепции “Бога белых пятен” и в качестве главного аргумента ссылается на тайны, которые трудно объяснить без Бога, не так уж радостно предлагаемое Хокингом и Млодиновым вполне приемлемое объяснение на основании принципа нисходящего анализа и многообразия вселенных. Если Бог существовал для вас лишь в качестве “объяснения загадок”, то Хокинг в очередной раз проткнул ваш мыльный пузырь. СМИ, конечно, немало шумели по поводу позиции Хокинга в споре между Богом и наукой, но вдумчивому читателю книга дорога тем, что инициирует напряженную внутреннюю работу – и результаты этой работы не всегда такие, каких мог бы ожидать от нас Хокинг.

В заключительной главе Хокинг и Млодинов рассматривают вопрос о происхождении физических законов и открывают разговор характерным замечанием: “Законы природы объясняют нам, как ведет себя вселенная, но не объясняют, почему она себя так ведет”. В конце “Краткой истории времени” Хокинг писал: ответить на этот вопрос – значит понять замысел Бога. Теперь он разделил вопрос на три части: “Почему именно эти законы, а не иные?”, “Почему есть что-то, а не ничто?” (законы, несомненно, часть “чего-то”) и “Почему мы существуем?”.

Отвечая на первый вопрос, Хокинг и Млодинов перечисляют законы физической вселенной, похожей на нашу: чтобы такая вселенная могла существовать, набор законов должен соответствовать концепции энергии, в которой количество энергии остается постоянным, не меняется со временем. Второе требование – энергия изолированного объекта в пустом пространстве положительна. И нужно что-то вроде гравитации, причем теория гравитации должна приводить в соответствие (суперсимметрию) силы природы и частицы, которыми эти силы управляют. Принцип нисходящего анализа позволяет без труда ответить на вопрос: “Почему именно этот набор законов, а не другой?” Ответ опирается на антропный принцип, но и М-теория мало что добавляет к этой формулировке: поскольку дополнительные измерения могут сворачиваться множеством способов и от того, как именно они сворачиваются, зависят физические законы вселенной, то непременно должна существовать и вселенная именно с таким набором законов.

Для решения третьего вопроса (“Почему мы существуем?”) Хокинг и Млодинов предлагают нам поиграть в компьютерную игру “Жизнь”. Эта увлекательная игра была придумана в 1970 году Джоном Хортоном Конвеем, математиком из Кембриджа. Игра происходит на большой доске в клеточку, причем одни клетки считаются “живыми”, а другие – “мертвыми”. Простой набор правил определяет “рождения”, “смерти” “выживание”, и таким образом на доске сменяются “поколения”. Едва эта игра появилась, как стало очевидно, что ее простые правила разворачиваются в весьма сложный процесс. Помните инопланетянина из главы 2, незнакомого с законами нашей вселенной? В таком же положении окажется и человек, который присоединится к игре спустя какое-то время после ее начала: наблюдая за происходящим на доске, он сможет вывести “законы”, управляющие формированием и поведением сложных группировок “мертвых” и “живых” клеток, но это будут уже не простые первоначальные законы, а более сложные, возникшие из первых. Игра “Жизнь” – наглядный пример “самоорганизующейся системы”, ее “порождаемой сложности”. Так полосы на шкуре зебры и узоры цветочного лепестка возникают из первоначального набора клеток.

Конвей придумал свою игру, пытаясь понять, могут ли возникнуть во “вселенной” с очень простыми фундаментальными законами объекты достаточно сложные, чтобы порождать подобные себе. В этой игре такие объекты появляются – они даже ведут себя в определенном смысле “разумно”. Выходит, очень простой набор правил способен породить нечто сложное, вроде разумной жизни. Как формулирует Хокинг, “нетрудно вообразить, что при незначительном усложнении законов появятся комплексные системы со всеми характеристиками жизни”[468]. Будет ли эта жизнь осознавать себя?

Таков ответ на вопрос “Почему мы существуем?”. Достаточно ли полный ответ? В игре “Жизнь” не важно, с какой расстановки начинается игра – любое “начальное состояние” приводит к примерно одинаковым результатам, – но не все равно, с какого набора правил начинать, поскольку эволюция системы определяется именно правилами. И это возвращает нас к первоначальному вопросу: “Почему именно этот набор правил?”

Из трех вопросов Хокинга на первый (“Почему именно этот набор правил, а не другой?”) они с Млодиновым отвечают применительно к нашей вселенной, что у нас действует именно такой набор правил, потому что именно так свернулись дополнительные измерения. Можно ли утверждать это и применительно ко всеохватывающим законам, которыми определяются вся теория струн в целом, все многообразие вселенных и те законы, которых мы пока не знаем? Хокинг и Млодинов пишут, что из всех суперсимметричных теорий гравитации М-теория кажется наиболее общей, а потому единственным кандидатом на звание единой теории вселенной. “Кандидат” все еще тут, дожидается убедительных доказательств, и Хокинг уверен, что это будет модель мультивселенной, включающей нас, поскольку другой последовательной модели не существует[469].

На третий вопрос (“Почему мы существуем?”) Хокинг и Млодинов ответили так: среди множества разнообразных вселенных велика вероятность появления нашей, а отсюда, располагая даже малым набором очень простых законов, определяемых тем, как свернулись дополнительные измерения, нетрудно прийти и к нам (игра “Жизнь”).

Второй вопрос (“Почему что-то существует?”) оказался самым фундаментальным и самым сложным. Ответ должен охватить не только нас, нашу вселенную и ее законы. Нужно объяснить сам факт существования неведомой теории, лежащей в основе семейства М-теории. Хокинг полагает, что мультивселенная, управляемая этим семейством теорий, “породила себя сама”, но не объясняет, каким образом она это сделала. Даже часто звучащая фраза “ничто нестабильно и имеет тенденцию превращаться во что-то” предполагает заведомое существование каких-то вероятностей. В итоге на вопрос “Почему что-то существует?” Хокинг и Млодинов так и не ответили.

Хотя многие коллеги Хокинга тоже возлагали большие надежды на М-теорию, мало кто разделял его неукротимый оптимизм и верил, что эта теория способна объяснить все. “Краткая история времени” завершалась вопросами – четко сформулированными и пробуждавшими надежду, что наступит день и мы постигнем эти тайны. “Высший замысел” попытался ответить на эти вопросы – но не преуспел.

Книгу приняли не слишком горячо, и недостаток энтузиазма объясняется не разногласиями с автором, но разочарованием: ожидали более сильной, более глубокой книги. Economist брюзжал: “Каждый раз, когда возникает напряжение, авторы тут же машут нам ручкой и быстро переходят к другим вопросам…”[470] “Напрасно они рубят сплеча проблемы, в которые стоило бы всмотреться”[471]. Что касается утверждения авторов, будто включенные в книгу идеи благополучно прошли все экспериментальные тесты, которым их подвергали, то эти слова “вводят в заблуждение”… “Лишь самые основы квантовой механики действительно соответствуют нынешним знаниям о субатомных частицах. Предложенные авторами интерпретация и экстраполяция этой теории не подвергались решающей проверке, и не факт, что такая проверка вообще возможна”[472]. Дуайт Гарнер писал в The New York Times, что “основная новизна “Высшего замысла” сводится к тому, насколько эта книга оказалась, ко всеобщему разочарованию, лишенной обаяния. Тот четкий и честный голос, который так привлекал в “Краткой истории времени”, сменился чередованием снисходительных – будто мистер Роджер объясняет детсадовцам, откуда берутся тучи, – и непостижных уму фрагментов”. Заодно Гарнер обвинил Хокинга в “боготорговле” – так Тимоти Феррис окрестил манеру неверующих писателей поминать Бога и выражать какое-то отношение к религии лишь затем, чтобы успешнее продать книгу[473].

Но сам по себе принцип нисходящего анализа отнюдь не вызывает разочарования, убедительна и подача М-теории в книге Хокинга и Млодинова. Рассуждение Хокинга о применении нисходящего анализа и М-теории в истории науки принадлежит к лучшим страницам книги. Хокинг утверждает, что мы “находимся на критическом этапе в истории науки, когда придется менять представления о задачах науки и о критериях приемлемости научной теории. Становится очевидным, что фундаментальные числа и даже формулы законов природы, как мы их воспринимаем, не продиктованы логикой или неким научным принципом. Эти параметры могут принимать любые значения, а законы могут принимать любую форму, из которой вытекает самодостаточная математическая теория, и они действительно принимают разные значения и формы от вселенной к вселенной. Это не соответствует человеческой потребности в конкретике и в удобной упаковке, куда мы могли бы аккуратно сложить все законы физики, но так оно, по-видимому, устроено”[474].

Как это сказывается на споре с религией? Отказ от веры подчеркивается в “Высшем замысле” чаще и упорнее, чем в других книгах Хокинга. Но чем более грандиозным становится замысел – а уж Хокинг умеет представить его поистине грандиозным, – тем более читатели, которые признают убедительным научный подход Хокинга и вместе с тем верят в Бога, дивятся изящной сложности мультивселенной.

Едва книга попала в руки читателей и рецензентов, вспыхнула ожесточенная дискуссия именно по религиозным вопросам. При чтении этой дискуссии бросается в глаза, что большинство спорщиков с обеих сторон явно забыли прочесть Хокинга и Млодинова. А среди прочитавших уже с меньшим удивлением встречаешь атеистов, которым кажется, будто Хокинг и Млодинов приложили недостаточно усердия к изгнанию творца, и теистов, которые полагают, что они даже слишком постарались. Похоже, аргументы Млодинова и Хокинга не пронимают ни атеистов, ни верующих – и те и другие подкрепляют свои убеждения доводами, не имеющими ничего общего с наукой. Более интересные высказывания несогласных делятся на две группы.

Группа первая. Хотя предложенная Хокингом модель многое убедительно объясняет (и даже если в один прекрасный день окажется, что это и есть реальность, независимая от модели), все так же висит в воздухе вопрос, древний, как сама человеческая мысль: почему есть что-то – почему есть этот высший замысел? М-теория предполагает еще большее по размерам и более величественное “что-то”, чем все прежние концепции. Но почему есть это нечто, которое мы представляем в моделях? Ответ веры – “Бог” – не более удачен, чем ответ науки: “Существует фундаментальная математическая логика, не допускающая “ничего”. “Бог” и “математическая логика” – уже “что-то”, а потому вопрос дублируется: откуда взялся Бог? (Кто сотворил творца?) Кто установил математическую логику?

Хокинг мог бы сказать, что ответ – в нас, наблюдателях. И на этом цепочка вопросов обрывается. Бессмысленно спрашивать, кто или что сотворило нас. Мы – вот они. Наше присутствие “предпочитает” существование всего остального. И больше нет и не может быть никаких аргументов.

Хокинг к такому доводу не прибегает. Ни в этой книге, ни в нашем разговоре, когда мы беседовали в его кабинете в ноябре 2010 года. Я затронула вопрос, который Хокинг ставил в “Краткой истории времени”: “Что же вдыхает пламень в уравнения и создает вселенную, которую эти уравнения описывают?” Принцип нисходящего анализа, кажется, предлагает в качестве ответа нас самих? – уточнила я. Стивен ответил: “Нет”.

Второй спорный вопрос проистекает из идеи “реальности, зависимой от модели”. Задающие его ссылаются на слова Хокинга и Млодинова о том, что-де каждый из нас обладает личной моделью мироздания, соответствующей его опыту, и старается извлечь из нее смысл. Во многих аспектах наши модели перекрываются – во многих, но не во всех. Модель Хокинга не обязана включать существование и всемогущество Бога. У Хокинга, по-видимому, нет тому подтверждений, и люди, которым он доверяет, не делились с ним подобным опытом. Почему же он должен включать его в свою модель? Он прекрасно обходится без Бога.

С другой стороны, человека, убедившегося в существовании и всемогуществе Бога, модель Хокинга не удовлетворяет. Этому человеку требуется включить в свою модель и такой опыт. (Если вы заведомо сочли такой опыт “нереальным”, то тем самым уже нарушили условия “зависящей от модели реальности” и выходите из дискуссии.) Предположим, что вы и с научными положениями Хокинга согласны, и в существовании Бога убеждены. Скажем, вы – верующий физик. В таком случае вам придется включить в свою модель, помимо Бога, все удивительные открытия и гипотезы ХХ века. Трудно?

К счастью, ни “Краткая история времени”, ни “Высший замысел” не исключают возможности построить модель, которая совместит веру в Бога и веру в науку. Многие коллеги Хокинга, и атеисты, и теисты, принимавшие участие в дискуссии, считают такую задачу возможной и отнюдь не безумной. Перечитайте “Высший замысел” внимательно и непредвзято, и вы, вероятно, тоже с этим согласитесь. Итак, мы получаем две модели – с Богом и без Бога. В концепции “реальности, зависимой от модели” бессмысленно даже спрашивать, какая из этих моделей более “реальна”. Хокинг проявил бы непоследовательность, попытайся он утверждать, что его вариант вселенной без Бога соответствует “реальности”.

Вам может показаться не совсем корректным применять концепцию зависимой от модели реальности к личному мировоззрению, но вроде бы так поступает и сам Хокинг: “Наш мозг интерпретирует сигналы, поступающие от органов чувств, и создает модель внешнего мира. Мы формируем мысленные образы дома, деревьев, других людей, электрического тока, атомов, молекул, иных вселенных. Эти образы – единственная известная нам реальность. Нет независимого от модели “теста” на реальность”[475].

Конечно, наши личные модели включают что-то еще, помимо физических параметров вселенной. Сюда, как мы уже говорили, войдут представления о правильном и неправильном. Но возьмем крайний случай: должны ли мы отнестись с уважением к модели, выстроенной сквозь призму ненависти, эгоизма и предрассудков? Публичные выступления Хокинга в защиту прав человека свидетельствуют о том, что на практическом уровне он не толкует концепцию зависимой от модели реальности столь широко, чтобы допустить и зависимую от модели мораль.

В разуме своем я свободен

Когда в ноябре 2010 года мы со Стивеном впервые заговорили об этой книге, он просил непременно включить в нее самые свежие его идеи о вечной инфляции и ссылки на те наблюдения, которые, как он полагает, могут подтвердить эту гипотезу. Я выполнила его поручение в главе 19. Хокинг также хотел, чтоб был упомянут новый сериал с его участием – этот трехсерийный документальный фильм “Вселенная Стивена Хокинга” вышел в Британии в начале 2011 года. В Соединенном Королевстве название совпадает с названием документального сериала 1997 года, а в США оно немного видоизменено: “Во вселенную со Стивеном Хокингом”.

На сей раз Хокинг увлекает нас в путешествие по пространству и времени не из университетской аудитории и не из своего кабинета, а из главного зала родного колледжа Гонвилл-энд-Киз. Длинные деревянные столы сдвинули к стенам. Хокинг сидит в инвалидном кресле посреди роскошного, отделанного деревянными панелями помещения. На стене – его портрет в ряду знаменитых коллег прошлых веков и нынешнего. Знакомым голосом Хокинг говорит: “Привет, я – Стивен Хокинг – физик, космолог и немного мечтатель. Хотя я не могу двигаться и говорю через компьютер, в разуме своем я свободен”[476]. И это гордое заявление полностью подтверждается путешествием по вселенной, во времени и в пространстве, где мы видим чудеса, о которых Стивен точно знает или имеет основания верить, что они существуют и что мы, скорее всего, их обнаружим. В великолепно снятой трилогии Хокинг, космическая фотосъемка и компьютерная анимация, “ответственная” за спецэффекты, сумели раскрыть перед зрителями ошеломляющую реальность бесконечных расстояний, бесчисленных галактик – поражающую воображение, непостижимую, подавляющую огромность пространства и времени.

Эта история рассказана не голосом Хокинга. Едва заканчивается вводная фраза, как вступает другой голос – Бенедикта Камбербэтча, актера, сыгравшего в биографическом фильме молодого Хокинга. Изредка компьютерный голос возвращается на несколько мгновений, или мы снова видим ту заставку в холле колледжа Гонвилл-энд-Киз и вспоминаем, кто на самом деле рассказывает эту историю.

В первой части трилогии аниматоры ввели фантастических пришельцев – Хокинг пристрелил бы их из своей игрушечной ракетной установки, появись такие чудища в его кабинете, и плевать ему на Основную директиву Звездного флота. Хотя сам он рекомендует в первую очередь искать ответ на загадки жизни здесь, в нашем мире, где существует единственная известная нам жизнь, в фильме Хокинг уводит зрителей далеко за пределы Земли, и Солнечной системы, и нашей галактики. Он утверждает, что в космосе может существовать жизнь в столь странных формах, что мы не признаем ее жизнью. И мы с содроганием слышим: важно “не как они выглядят, а на что они способны” – явятся целым роем супертехнологичных ракет и в считаные секунды высосут всю энергию из Солнца, захватят его лучи зеркалами и направят энергию на создание кротовой норы. Да, что касается кротовых нор, Хокинг снова взялся за свое вопреки собственным скептическим заявлениям на этот счет. Высокоразвитая цивилизация сумеет, пожалуй, создать кротовую нору. Маловероятно? Пожалуй, да. Но Хокинг вновь напоминает зрителям о том, о чем шла речь в начале фильма: наше появление на Земле тоже было крайне маловероятно. “Стоит нам глянуть на самих себя, и мы поймем, что самые невероятные события происходят – и очень часто”[477].

В “Путешествии во времени” (второй части трилогии) Хокинг признается в своей “одержимости временем”. Особенно ему хотелось бы знать, “как кончится наша космическая история”. В этом разделе он разбирает различные способы путешествия во времени. В пространстве-времени постоянно возникают крошечные кротовые норы, соединяющие разные пространства и времена. Можно ли уловить такую дыру, увеличить ее в триллионы раз и использовать в качестве машины времени? Удастся ли таким или каким-то другим способом отправиться в прошлое? Хокинг напечатал приглашение, экземпляры которого, как он надеется, сохранятся несколько тысячелетий. Он выставил шампанское, вкусное угощение и вывесил плакат: “Добро пожаловать, путешественники во времени”. В приглашении содержится полная информация, как найти Хокинга и принять участие в пиршестве. Гости так и не прибыли. Возможно, приглашения не сохранились достаточно долго, чтобы попасться им на глаза в будущем, хотя уж в кембриджской библиотеке должны были бы сохраниться. Но поскольку на приглашение гости из будущего не откликнулись, а также исходя из других соображений (в частности, из “универсального принципа, управляющего вселенной”, согласно которому причина должна предшествовать следствию) и учитывая неразрешимые парадоксы и радиацию, которая уничтожила бы кротовую нору прежде, чем ею удалось бы воспользоваться, Хокинг пришел к выводу, что путешествие в прошлое невозможно. Но в будущее мы отправиться можем, и тут мы не зависим от кротовых нор. Эйнштейн утверждал, что в разных местах время течет с разной скоростью, и его гениальная догадка подтвердилась. Материя как бы цепляется за время, замедляя его движение, то есть массивное тело превращается в машину времени. Пролетая рядом с горизонтом событий супермассивной черной дыры, космический корабль – если навигатор окажется достаточно искусным и разовьет достаточную скорость, чтобы не упасть в дыру, – совершит заметный прыжок вперед во времени. Проведя примерно пять лет (по вашим часам) поблизости от черной дыры, вы убедитесь, что на Земле прошло уже десять. Путешествие со скоростью, близкой к скорости света, дало бы еще более впечатляющий результат, однако тот самый эффект замедления времени, о котором мы только что говорили, исключает возможность путешествовать со скоростью света и тем более превысить ее. Если запустить вокруг Земли чудо-поезд, который будет облетать планету семь раз в секунду (практически скорость света), то через неделю (по их часам) кругосветки пассажиры попадут на сто лет вперед в будущее.

Третий фильм венчает весь сериал. Хокинг отправляется вместе со зрителями к началу вселенной, наблюдать Большой взрыв. Впрочем, он сам признает, что увидеть Большой взрыв мы бы не смогли, ведь света тогда еще не было. Не было и пространства. Не было “снаружи”, точки, из которой можно было бы наблюдать такое событие. “Все, что было, было только внутри”[478]. Мы переживаем эру инфляции, следим за взаимной аннигиляцией вещества и антивещества, понимая, что судьба вселенной зависит от того, останется ли чуточку больше вещества, чем антивещества, и вновь и вновь слышим о том, какую роль сыграла гравитация в формировании известной нам вселенной. “Демократия Уилера” наглядно демонстрируется в виде множества шариков, вкатывающихся в главный зал колледжа, – дальше подключается анимация и показывает, как они располагаются на равных друг от друга расстояниях, формируя решетку, из которой никогда бы не вышло нашей вселенной. Но стоит удалить из этой идеальной конфигурации несколько шариков – взять один там, другой тут, – и в действие вступит гравитация. Это, по словам Хокинга, еще один пример того, как важно в нашем мире несовершенство. Так мы постепенно приходим к знакомому нам состоянию вселенной и движемся дальше – Хокинг ведет нас в будущее, а уж “футурист” он любому на зависть. С удивительным красноречием человек в инвалидном кресле призывает к покорению иных планет, а Земле сулит жалкую участь. Он по-прежнему, как в юности, озабочен накоплением ядерного оружия (“Придумать такие штуки у нас ума хватило, но хватит ли ума не пускать их в ход?”[479]), но теперь появились и другие опасные сценарии. Однако и колонизации иных миров тоже препятствует немало трудностей, вынужден признать Хокинг.

Так как же закончится наша космическая повесть? “Судьба вселенной, – говорит нам Хокинг, – зависит от поведения темной энергии”[480]. Нарастает ли темная энергия? Будет ли она и впредь раздвигать пространство? Не разойдутся ли частицы в итоге так далеко друг от друга, что во вселенной уже ничего не будет происходить? Или темная энергия начнет убывать и позволит гравитации стянуть все воедино – наступит Большое сжатие? Нам это неизвестно. До конца еще очень далеко. Хокинг упоминает, как однажды в Японии его попросили не заговаривать о конце вселенной, чтобы не обрушить фондовый рынок, но он не советует спешить с распродажей акций. По его мнению, мы сумеем выжить и в том отдаленном будущем, если сообразим, как перебраться в соседнюю вселенную. У нас впереди примерно тридцать миллиардов лет, чтобы решить этот вопрос.

В этом сериале Хокинг решил не спорить с религией напрямую. После множества ярких кадров, поворотных моментов, в любой из которых история вселенной могла пойти не тем путем, поразив нас величием и гениальностью разворачивающегося на протяжении миллиардов лет замысла, Хокинг говорит (сам, не устами озвучивающего актера): “Быть может, эти научные открытия свидетельствуют о присутствии высшей власти, которая установила эти законы, чтобы появились наша вселенная и мы. Так существует ли автор высшего замысла, тот, кто позаботился о нашем благополучии? По-моему, это необязательно”[481]. И далее Хокинг излагает антропный принцип и говорит о вероятности существования разных вселенных. Его задача сводится к тому, чтобы изложить все, что нам известно и о чем мы можем догадываться, поделиться своей точкой зрения и заразить аудиторию своим интересом, любопытством, жаждой постичь вселенную. Досюда он доводит нас, дальше – сами. Хокинг отрицает даже то, на что притязал в подзаголовке “Высшего замысла”, – наличие окончательных ответов. В конце фильма он говорит: “Когда-нибудь мы разгадаем последнюю тайну… узнаем, почему вселенная вообще существует”[482]. “Вселенная Стивена Хокинга” оставляет нас в изумлении не только перед тайнами вселенной, но и перед нами самими, существами, которые ухитрились так много узнать и понять. Но вопрос не отменяется. Эррол Моррис, режиссер фильма “Краткая история времени”, говорил, что, снимая фильм, ставил сам себе задачу: “Добраться до сути, не уничтожив тайну”. Хокинг эту задачу выполнил.

Величественная трилогия с прекрасным музыкальным сопровождением ближе к идеалу Хокинга, чем “Краткая история времени” – несмотря на талант и старание Морриса. Вероятно, именно этого Хокинг ждал от фильма, а за четверть века компьютерная анимация далеко шагнула вперед (правда, и мечты Хокинга сделались еще более дерзновенными).

2010–2011

Прежде чем взяться за эту книгу, я наведалась к Стивену Хокингу – в ноябре 2010 года, после нескольких лет заочного общения. В кабинете мало что изменилось, хотя постер с Мэрилин Монро, всегда висевший на двери, почему-то оказался на полу. Но все так же стояли на полках фотографии Уильяма, сына Люси, а среди бумаг возле компьютера прятался небольшой цветной портрет Стивена и Элейн. На ближнем к двери крае стола помещалось загадочное сооружение из камней на большом плоском блюде. От камней исходил какой-то странный пар – облачка с крылышками и словно бы с крошечной каемкой, но без запаха. Личная помощница Хокинга Джудит Кросделл пояснила, что это увлажнитель воздуха, его приобрела несколько лет назад Элейн, – с ним Стивену легче дышать. Его заправляют не обычной водой – большой запас бутылок громоздился под подоконником. За окном вырос “павильон” – в 2000 году его еще не было, но вида он не портил. В кабинете было спокойно и приятно.

Как обычно, мы со Стивеном общались, сидя рядом и глядя на экран компьютера. Хокинг контролировал курсор движениями щечной мышцы. Когда он останавливался на каком-то слове, встроенный в спинку кресла прибор издавал писк.

Программа на экране выглядела привычно, хотя для Хокинга разработали к тому времени и другую программу. Как она работает, я объяснить не смогу, и мне показалось, что с нею ему выбирать слова труднее. Его скорость работы и так заметно снизилась. Мне говорили, что если откажет и щечный мускул и Хокинг не сможет управлять курсором с помощью движения глаз, остаются и другие возможности, в том числе подключиться напрямую к мозгу. Этим займутся, когда и если возникнет такая необходимость. Даже сейчас Стивен кое-что может сказать и без помощи компьютера. Приподняв брови, он говорит “да”, опустив уголки рта – “нет”. И по-прежнему безошибочно можно угадать, когда он улыбается. Ему недавно удалили катаракты, и, вероятно, он мог бы хорошо видеть и без очков, но от привычного облика не отказывается.

Во время нашего разговора жалюзи на окнах вдруг сами собой опустились. Я и забыла, что в этом ультрасовременном здании многое делается автоматически. Сменились сиделки – та, чья смена закончилась, приятная, с достоинством державшаяся женщина, подошла и попрощалась с пациентом, не рассчитывая услышать ответ.

В разговоре со Стивеном Хокингом я всегда старалась формулировать вопросы так, чтобы он мог ответить просто “да” или “нет”, но он все равно предпочитает распространяться. В тот раз мне хотелось расспросить его, изменилось ли что-то в его взглядах на “независимую реальность” (о которой он рассуждает в “Высшем замысле”) с тех пор, как мы обсуждали это в 1996 году. Я процитировала его тогдашние слова: “Мы никогда не сможем получить независимое от модели представление о реальности, но из этого не следует, будто не существует реальности, независимой от этой модели. Если бы я не верил в такую реальность, я бы не занимался наукой”, – и спросила, готов ли он теперь сформулировать иначе и сказать: “Независимая реальность заключается в том, что нет независимой реальности”. Хокинг ответил: “Я по-прежнему верю в реальность мира, но наше представление о ней обусловлено моделью”[483].

Отказ от бессмертия

В интервью Guardian[484] и в лекции на лондонской конференции Google Zeitgeist, собравшейся весной 2011 года, Хокинг откровенно поделился кое-какими собственными представлениями о реальности. В заголовок интервью вынесли его слова: “Нет рая и будущей жизни… это сказка для тех, кто боится темноты”. Хокинг выразил свое мнение по вопросу, в котором никто, даже он сам, не располагает решающими фактами ни за, ни против, но в доказательство своей правоты он сослался на устройство человеческого мозга. Некоторые исследователи мозга рассматривают мозг словно компьютер, а мысль считают его механическим порождением, и Хокинг, видимо, присоединился к этой школе. “Я считаю мозг компьютером, – заявил он, – который прекращает работать, когда ломаются его составные части. Для сломанных компьютеров не предусмотрено рая и будущей жизни”. Выходит, не будет рая и вечной жизни и для нас.

На вопрос интервьюера: “Как же нам жить?” – Хокинг ответил: “Стремиться к максимально осмысленным поступкам”.

Естественно, на это интервью посыпалось множество откликов. Одни восприняли его как манифест атеизма, другие указывали, что речь тут идет только о вере в личное бессмертие, а не о вере в Бога. Среди верующих в Бога тоже не все признают бессмертие и рай. Кое-кто из читателей напоминал, что информацию со сломанного компьютера можно перенести на новый или даже на флешку, и спрашивал, не следует ли из этого справедливость учения о переселении душ.

Один вдумчивый отзыв Guardian опубликовала целиком, хотя он оказался длиннее основной статьи[485]. Автор этого отзыва, Майкл Уэнхэм, болен БАС, как и Хокинг. “Человеку, живущему под угрозой ранней смерти с крайне неприятной прелюдией, мысль об окончательном исчезновении не страшнее мысли о сне, – писал Уэнхэм. – И мне обидно слышать, что я верю в посмертное существование лишь из страха перед небытием”. Заявление Хокинга Уэнхэм назвал “прискорбным и невежественным”. “Как сочетается поразительное интеллектуальное смирение, готовность признать одиннадцать измерений и “еще не открытые” элементарные частицы со столь решительным отказом от иных измерений бытия?”

Свое письмо Уэнхэм заканчивал словами: “Доказать я этого не могу, но готов с уверенностью прозакладывать жизнь: по ту сторону смерти нас ждет еще одно великое приключение, однако сперва нужно закончить это”.

Примет ли Стивен Хокинг это пари?

Движемся дальше

В настоящий момент Хокинг руководит двумя аспирантами и по-прежнему председательствует на чаепитиях в гостиной – ведь он добился своего, и гостиную оборудовали поблизости от его кабинета, в изгибе коридора сразу за лифтом. Над входом повесили надпись “Комната горшечника”, хотя официально это помещение именуется “Центром теоретической космологии” и здесь проводятся не только чаепития, но и встречи, лекции и конференции. Это большая, уютная комната, заставленная низкими столиками. В одном конце – буфетная стойка с угощением и напитками, она освещена довольно тускло, как это было и в гостиной на Силвер-стрит. Две стены почти полностью закрыты длинными черными досками, на которых пишут мелом, – этого на Силвер-стрит недоставало. Как ни глянешь, доски вечно исписаны какими-то уравнениями. В углу гостиной стоит на постаменте бюст директора Центра – Стивена Хокинга, – замечательная работа скульптора Иэна Уолтерса.

Хокинг живет все в том же большом доме, построенном вместе с Элейн. Все так же посещает концерты и оперу – в ноябре, когда я побывала в Кембридже, он как раз собирался послушать “Тангейзера” в Ковент-Гардене. Правда, он уже какое-то время не ездил в Байройт, но все еще путешествует – по возможности на частном самолете. В январе 2011 года Хокинг в очередной раз наведался в Калтех. В Лос-Анджелесе он посмотрел пьесу, в которой Джейн Фонда играла музыковеда, заболевшую БАС, и, судя по откликам в прессе, актриса обрадовалась знакомству с Хокингом так, как многие поклонники Джейн обрадовались бы встрече с ней самой. В марте 2011 года я поспешила обсудить со Стивеном множество вопросов, пока он вновь не махнул через Атлантику, в Кукс-Бранч – конференц-центр, расположенный в природном заповеднике в окрестностях Хьюстона, штат Техас. Физики со всего мира ежегодно собираются там, чтобы посмотреть друг на друга, погрызть самые крепкие теоретические проблемы – те, которые ввергают весь прочий мир в почтительное изумление, – поспать в бунгало под лениво вращающимися вентиляторами.

В Кембридже, а также в Сиэтле и Аризоне, где проводит часть года Люси, родные Хокинга, включая трех внуков (Уильяма, сына Люси, и двух детей Роберта и Катрины), Джейн и Джонатана, много и охотно общаются с ним. С Люси его сблизила совместная работа над детскими книгами. В интервью в апреле 2011 года Хокинга спросили, в какой момент прошлого он бы хотел отправиться, будь это возможно, и он ответил: “Я бы вернулся в 1967 год и снова пережил рождение моего первенца Роберта. Наши трое детей принесли мне много радости”[486]. Его мать Изобел, которой давно за девяносто, вполне бодра и порой может даже одернуть сына. Вот ее мнение – дословно: “Не все, что скажет Стивен, следует принимать за истину в последней инстанции. Он – исследователь, он ищет ответы. Иной раз он несет чепуху – с кем не бывает? Людям нужно думать, никогда не останавливаться, расширять границы знания, а они порой даже не понимают, с чего начать. Вот вы – можете сказать, где эти границы?”[487]

Джон Уилер называл эти границы, эти неосвоенные области не только науки, но и человеческого знания, “пылающими окраинами мира”. Да, мы знаем, где эти окраины. Не где-то вовне, далеко – наш мир полон таких окраин.

Сам Хокинг повествует о своих приключениях “на научном фронте”: “Может показаться, будто у меня был заранее обдуманный план взяться за главные проблемы происхождения и развития вселенной, но на самом деле все не так. Не было у меня глобального замысла. Я шел туда, куда вело меня чутье, и делал то, что казалось в тот момент посильным и интересным”[488].

Стивен Хокинг возвратился в Кембридж из поездки по Техасу и Аризоне, где он навестил Люси и Уильяма, в середине апреля 2011 года, в тот самый день, когда я поставила точку в этой книге. Джоан Годвин отправилась к нему домой приготовить обед. Кабинет был готов к работе, пар уже поднимался над камешками. Босс вернулся продолжать свои приключения, пока хватит здоровья и не прервалась связь с людьми… Так и не выросший любопытный мальчишка, все еще задающий вопросы, как и почему… И порой находящий ответ, который удовлетворяет его… ненадолго.

Вечером 8 января 2012 года двести сорок восемь человек – семья Стивена Хокинга, его друзья и коллеги – собрались в большом зале Тринити-колледжа. Под высоким потолком со старинными балками на длинных узких столах горели свечи, и пламя их отражалось в серебряных приборах. Настроение у этих торжественно одетых людей было не столь радостным, как следовало бы ожидать на праздновании семидесятилетия Стивена Хокинга: место именинника за столом пустовало. Он находился в больнице. Всю неделю, пока продолжался посвященный юбилею научный семинар, не угасала надежда, что в нем примет участие и сам Стивен. Может быть, он уже сегодня появится? Или завтра? Он ведь так часто попадал в больницу и чудесным образом воскресал, обманывая мрачные прогнозы врачей. В день праздника публичную лекцию Хокинга показали в заранее подготовленной видеозаписи. И все же мы не теряли надежды, что на торжественный ужин в Тринити-колледже он сумеет попасть. Одно блюдо сменялось другим, сменялись и вина в бокалах. Может, он попозже заглянет, хотя бы на один тост?

С дальних концов зала послышались негромкие звуки, сначала с одной стороны, потом с другой. Разговор стих. Невидимые голоса почти шепотом вторили друг другу: “Раскачивайся не спеша, прекрасная колесница, везущая меня домой”. Все застыли: неужели таким способом нам сообщают о смерти Стивена? У гостей, сидевших напротив меня, выступили на глазах слезы. “Везущая меня домой”? Кто бы выбрал этот духовный гимн в честь человека, откровенно говорившего о своем неверии в Бога и загробную жизнь? Потом мы выдохнули с облегчением: это лишь замечательный хор Тринити-колледжа поет а капелла, чтобы развлечь нас за ужином. Официанты принесли новое блюдо, наполнили наши бокалы. Стивен жив.

Болел он, однако, довольно тяжело, и его друзья и коллеги напрасно думали в ту неделю, что он сможет к ним присоединиться. Компания Intel, занимавшаяся с 1997 года устройством, которое позволяло Стивену общаться, на юбилейном семинаре сообщила, что в ближайшие дни ее представители встретятся со Стивеном: предстояли серьезные усовершенствования коммуникационной аппаратуры. Но лишь ближе к концу января Стивен оправился настолько, что настала пора проверить эти усовершенствования. Стивену стало трудно контролировать курсор на экране с помощью мышцы щеки. Он говорил, что не желает каких-либо вмешательств в свой мозг и голову брить тоже не хочет, но вариантов оставалось немного: легкие наушники, способные замерять электрическую активность мозга, или же система распознавания, отличающая улыбку от гримасы и соответственно направляющая курсор в ту или другую сторону. Сэм Блэкберн, помощник Хокинга, высказывался об этих планах скептически: “Стивен относится к таким вещам довольно предвзято. Он считает, что должен доказать: он вполне еще может пользоваться той системой, которая у него есть. Поэтому в присутствии специалиста – человека, готового показать ему новые технологии, – его скорость в использовании уже существующей аппаратуры внезапно возрастает”[489].

На этот раз Хокинг предпочел обойтись без существенных изменений. Он будет работать с тем, что у него есть, а команда Intel будет и впредь предлагать улучшения и адаптировать программу, пополняя ключевые слова и фразы, отобранные специально под нужды Хокинга – обычно ему достаточно указать лишь на одну букву, чтобы получить желаемое выражение.

Двенадцатого марта Билл Прэди, соавтор телевизионного сериала “Теория большого взрыва”, написал твит: в эпизоде, который выйдет в эфир 5 апреля, участвует “сверхсекретная, супермощная звезда”[490]. “Возбуждение Хокинга” – такое название физики не могли не оценить. Хокингу пришлось ломать комедию с “неподвижным лицом” – и он позабавился на славу.

Анализируя данные экспериментов на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, ученые к январю 2012 года начали сообщать о “высокой вероятности” появления бозона Хиггса. К июню “высокая вероятность” переросла в уверенность, и на 4 июля было запланировано официальное объявление об открытии. Говоря словами физика Брайана Грина, “доказательств, что бозон Хиггса зарегистрирован, набралось достаточно, чтобы перешагнуть порог открытия”[491]. Стивен Хокинг проиграл давнее пари.

Тем не менее в конце августа на Четырнадцатых летних паралимпийских играх в Лондоне Хокинг весьма зрелищно приветствовал это достижение. Паралимпийские игры прежде считались чем-то вроде пасынка “настоящих” Олимпийских. Но в этот раз весь мир, следивший за церемонией открытия, почувствовал, что стал свидетелем не только роскошного зрелища – музыка, огни, фейерверк, – но и глубоко волнующей драмы. Хокинг, один на сцене, окруженный проекциями звезд и туманностей, открыл вечер вопросом, который уже задавал в “Краткой истории времени”: “Что же вдыхает пламень в уравнения и создает вселенную, которую эти уравнения описывают?”

На этот раз он искал ответ не только в физике. Хокинг представил прикованную к инвалидной коляске актрису Николя Майлз-Уиндин (в образе Миранды из “Бури” Шекспира) и попросил ее и сэра Иэна Маккелена (знаменитого Гэндальфа из “Властелина конец”) исследовать наш мир и вселенную за его пределами. 80 тысяч зрителей на стадионе, 11 миллионов телезрителей в Великобритании и миллиард по всему миру следили за квестом, в котором переплетались темы разума, человеческого достоинства, победы над трудностями. Это было захватывающее путешествие сквозь время – плавание по морю идей, преодоление огромных книжных лабиринтов, вылазка в открытый космос. По светодиодным дисплеям вокруг стадиона пробегали красные всполохи, изображавшие движение частиц в Большом адронном коллайдере, и разносились слова Хокинга во славу открытия Хиггса: “торжество человеческой отваги и международного сотрудничества”. Спортсмены, у которых недоставало рук или ног, атлеты в инвалидных колясках парили над стадионом на невидимых тросах, а Хокинг призывал мир “отвергнуть те мнения и стереотипы, что ограничивают потенциал человеческого тела, разума и духа”. Прибыла Елизавета II, и прекрасный хор Бартс из Лондона вместе с пятью костюмированными любительскими хорами и Лондонским симфоническим оркестром грянул “Боже, храни королеву” в аранжировке Бенджамина Бриттена. Большой хор глухонемых вторил гимну на языке жестов. Миранда приветствовала парад спортсменов – 4302 участника из 164 стран – словами: “О чудо! Сколько вижу я красивых созданий! Как прекрасен род людской! О дивный новый мир, где обитают такие люди!”[492]

Джо Таунсенд, потерявший обе ноги в Афганистане, где служил военным моряком, спустился с головокружительной – так казалось – высоты в сопровождении пиротехнических эффектов, с олимпийским огнем в руках. Хокинг произнес еще одну речь: “Мы все разные… но человеческий дух в нас един. Важно, что все мы обладаем способностью творить. Творчество принимает множество форм, от спортивных достижений до теоретической физики. И сколь бы трудной ни казалась нам жизнь, всегда найдется то, что тебе по силам, в чем ты сумеешь преуспеть. Эти игры дают спортсменам возможность отличиться, превзойти самих себя, победить в своей сфере деятельности. Прославим же вместе стремление к совершенству, дружбу и взаимное уважение. Удачи всем вам”.

На той же неделе Большой адронный коллайдер снова появился в новостях в связи с выходом новой книги о приключениях Джорджа – из серии, которую Стивен писал в соавторстве со своей дочерью Люси. В этой книге (“Джордж и теория большого взрыва”) герой вместе с друзьями отправляется в Женеву спасать от уничтожения БАК.

За кулисами

Существует множество описаний и объяснений той системы, с помощью которой общался Хокинг, и, читая любое из них или наблюдая процесс, слушатели и зрители изумлялись, как, имея возможность написать или произнести всего несколько слов в минуту, человек успевает так много. В декабре 2012 года в журнале Interdisciplinary Science Reviews появилась статья Элен Миале, специалиста по философии и антропологии науки[493]. Миале в 1990-е годы интервьюировала учеников Хокинга, и ее статья давала более ясное представление о том, как Стивен работает с учениками и коллегами.

Хокинг говорил, что теоретическая физика – одна из немногих областей, где он мог состояться, поскольку единственным инструментом здесь служит разум. Способность Стивена производить в уме сложные вычисления сравнивали с талантом Моцарта сочинять целые симфонии, не записывая ни единой ноты. Но даже если такие легенды о Хокинге или о Моцарте правдивы, на самом деле великие симфонии и физические теории крайне редко вылупливаются готовыми даже из самого гениального мозга. Теоретическая физика тоже требует предварительной работы – рисовать диаграммы, проводить сложные расчеты и решать уравнения, предъявлять их в доступном коллегам виде, снова и снова подправлять и модифицировать. Процесс превращения идей и мыслей в нечто наглядное, чем можно поделиться с другими, расползается порой по доскам, занимающим все стены двухэтажной аудитории. В лекционном зале Гарварда висит объявление с просьбой к лекторам не вылезать за пределы досок: “Не пишите на дверях” – требование, вполне понятное физикам-теоретикам. И даже если в мозгу Хокинга разворачивались длиннейшие “доски”, все же и для него существует лимит, свыше которого он уже не смог бы развивать теорию, ничего не записывая.

В 1990-е годы и в начале XXI века у Хокинга практически всегда было четверо аспирантов. Написание диссертации на его кафедре занимало примерно четыре года, а у кого-то и больше, но в целом система сложилась: каждый год один из четырех учеников заканчивал аспирантуру, а другой поступал на его место – кандидатов искали по всему миру из числа тех, кто одолел кембриджский экзамен “Часть III: повышение квалификации в математике”[494]. Из сдавших экзамен отбирали предварительно сто человек, потом Хокинг беседовал с наиболее перспективными и оставлял себе одного.

Вполне соответствует обычаю, чтобы аспиранты знаменитых университетов учились у того профессора, чья специальность и область интересов наиболее им близки, и на том же основании сами профессора отбирают себе учеников. Наставник руководит работой молодого человека, а тот в свою очередь помогает профессору в исследовательской работе и в письменном ее оформлении. Взаимовыгодное соглашение, однако зачастую это означает, что на аспирантов ложится вся рутинная работа. Что же касается Хокинга, если он не уезжал на конференцию или в академический отпуск, его время почти безраздельно принадлежало ученикам, и они в ответ помогали ему, причем их труд никак не назовешь рутинным. В 1990-е годы Хокинг глубоко вникал в четыре научных вопроса, и его ученики распределяли между собой эти сферы исследования. На тот момент, когда Миале брала интервью, один аспирант занимался “проблемой виртуальных черных дыр и как они отражаются на предсказуемости”, второй – исследованием квантовой космологии и размножения черных дыр, это “одна из любимых проблем Стивена… он издавна работает над ней: происхождение вселенной и как она была создана – Святой Грааль”. Третий бился над математической формулировкой общей теории относительности, а четвертый отвечал за “стабильность струнного вакуума”[495]. Хокинг был беспощаден, вспоминает Кристоф Гальфар: “Стивен бросает своих учеников сразу на глубину”[496]. Ему нравится работать над несколькими проблемами одновременно: если застрянет в решении одной, переходит к другой и поощряет своих учеников поступать так же. Нередко бывает и так, что вместо задачи, с которой им не удалось справиться, он подсовывает более сложную.

Аспиранты рассказывали Миале об огромной роли, которую играет и в собственной работе Стивена, и в наставничестве интуиция, его изобретательная мысль, вопросы, от которых взрывается мозг, инстинкт, подсказывающий, как и где искать ответы, умение несколькими словами повернуть дискуссию в совершенно ином направлении. Порой Стивен давал лишь расплывчатые указания, и ученики напрягали все силы, пытаясь истолковать эти намеки и перевести в математическую форму. Порой он совершал один из тех огромных интуитивных скачков, которые, по его мнению, неотъемлемы от теоретической физики, и бросал студентам вызов: заполните все лакуны и попытайтесь опровергнуть наставника. В главе 17 мы видели, как Хокинг в 2003 году предложил Гальфару несколько многообещающих подходов, а Гальфар вникал в математические подробности, выясняя, насколько правильны идеи Хокинга и куда они ведут. Когда Хуан Мартин Мальдасена нашел решение парадокса исчезновения информации в черной дыре, Гальфар по поручению Хокинга полтора года изучал доклад Мальдасены, однако так и не смог понять, теряется в итоге информация или нет.

Гальфар научился формулировать вопросы и предположения так, чтобы для ответа Хокингу требовалось минимум слов.

У меня никогда не было проблем в общении с ним. Мы отлично понимаем друг друга: зрительный контакт очень помогает. И он может легко ответить “да” или “нет”, а мне этого достаточно. Понимаете, я выдвигаю идею, он говорит: “Нет, это неправильно”. Тогда я обдумываю все как следует и переспрашиваю: “Неправильно потому-то?” – и он отвечает “Да” или “Верно ли?” и тому подобное[497].

Кип Торн описывал Миале процесс развития идей в соавторстве с Хокингом:

Очень часто самой плодотворной формой работы бывает разговор между двумя другими людьми, которые пытаются в присутствии Стивена разобраться в проблеме, а Стивен подает свои реплики – очень медленно, зато они обычно очень глубокие. То есть идет непрерывный разговор, а Стивен раз в минуту или раз в две-три минуты подает реплику, способную в корне изменить направление беседы[498].

Под конец 2012 года Стивен, казалось, чувствовал себя получше. Он усмехнулся, когда я передала ему отчет Amazon: “Люди, купившие книгу “Стивен Хокинг: Жизнь и наука”, также приобрели “Афганистан: военная история от Александра Македонского до войны с Талибаном”. Такие вот эклектические читатели. Перед рождеством он подписал петицию с требованием формальной реабилитации Алана Тьюринга, взломавшего код “Энигма”, – трагическая судьба этого ученого теперь всем известна благодаря фильму “Игра в имитацию”.

2013 – премия, бойкот и два фильма

Семьдесят первый день рождения Стивена праздновался в январе 2013 года намного скромнее, чем юбилей годом ранее, зато планы на 2013 год были гигантские: слетать на Галапагосские острова на личном самолете президента Эквадора, подняться на Эверест вместе с группой врачей, изучающих психологию шерп. Из-за плохого самочувствия пришлось в итоге отказаться от обеих затей, но чувство юмора Хокингу не изменяло. В рекламе GoCompare Стивен провозглашает: “После многолетних исследований мне удалось наконец рассчитать условия, необходимые для создания супермассивной черной дыры” – “Но как вы используете ее, профессор?” – спрашивают его. Действие перемещается на улицу. Надоевший всем тенор Джо Компарио тщетно бьется, засасываемый черной дырой. “Признаюсь, я поклонник рекламы GoCompare.com, но также люблю оперу, так что с радостью использую возможность спасти нацию и заткнуть навеки Джо”, – подытоживает Хокинг.

Хотя от более амбициозных затей на время пришлось отказаться, в середине марта Хокинг триумфатором отправился в Женеву, где ему вручили премию за достижения в фундаментальной физике. В отличие от Нобелевской, эта премия предназначена теоретикам, “способствующим достижению наиболее глубоких знаний о вселенной”, но при этом не требуется, чтобы их гипотезы были подтверждены экспериментом или наблюдением. По престижности премия не уступает Нобелевской, а в денежном выражении даже щедрее – три миллиона долларов, – что было весьма кстати, поскольку доходов от книг уже едва хватало на оплату становившегося все более дорогим ухода и тех сложных технологий, которые поддерживали жизнь Хокинга и позволяли ему общаться. Часть этих денег Хокинг отложил для семьи.

После поездки в Калифорнию чуть позже, той же весной, Хокинг почти сразу угодил в больницу. Одно легкое снова и снова отказывало, поскольку сдавали вовлеченные в акт дыхания мышцы. Это была очень тяжелая, угрожающая жизни ситуация, и в самый неудачный момент. 8 мая личный секретарь Хокинга Джудит Кросделл отправила составленное Стивеном накануне госпитализации письмо организаторам Конференции президента Израиля, которая должна была состояться в том же месяце. Хокинг предупреждал, что не сможет принять в ней участие. Представители Кембриджского университета поначалу объяснили это болезнью, однако Хокингу хватило сил с больничной койки заявить, что он снял свое выступление из солидарности с призывом палестинцев бойкотировать израильские университеты и мероприятия в знак протеста против того, как в стране обращаются с палестинцами. И его решение не было поспешным: он тщательно все обдумал и посоветовался с уважаемыми палестинскими учеными, а также с другими физиками. Часть коллег просила его не совершать подобного поступка, но при этом запрещала и критиковать решение Стивена. Питер Хиггс поддержал бойкот.

Были и другие, гневные и недостойные реакции. Стивен Плаут из университета Хайфы предложил выдать Хокингу бесплатный билет на “Акилле Лауро” – итальянское круизное судно, захваченное в 1985 году членами Фронта освобождения Палестины, причем налетчики застрелили израильтянина, прикованного к инвалидному креслу, и выбросили его за борт. Некоторые называли Хокинга слабоумным, говорили, что пропалестинские активисты промыли ему мозги. Более кроткие критики отмечали, что его голосовая система работает от израильского чипа, а также что он без проблем посещал в качестве почетного гостя другие страны, где нарушаются права человека.

Хокинг отвечал, что поначалу принял приглашение президента Израиля Шимона Переса, поскольку “это давало мне возможность высказать мнение о перспективах мирного урегулирования” конфликта между Израилем и палестинцами. Но затем он пришел к выводу, что лишь полномасштабный бойкот убедит Великобританию, другие европейские страны и США оказать давление на правительство Израиля в связи с совершающимися несправедливостями[499].

Также в то время, пока Хокинг находился в больнице, кинокомпания Working Title запросила у Кембриджского университета разрешение снимать на территории университета фильм о нем и о его первой жене Джейн. Почти десять лет сценарист и продюсер Энтони Маккартен готовился к этому фильму. Его настойчивость и репутация автора глубоких, проницательных сценариев убедили наконец Джейн Хокинг передать ему права на экранизацию книги “Путешествие в бесконечность”[500]. Компания Working Title собиралась начать съемки в сентябре, пригласив Эдди Редмэйна на роль Стивена и Фелисити Джонс на роль Джейн.

Вернувшись домой после двухмесячного пребывания в больнице, Хокинг прочел сценарий, пообщался с режиссером Джеймсом Маршем и с Маккартеном и дал добро.

Торжественная премьера биографического документального фильма “Хокинг”, сценарий которого был написан в соавторстве с Хокингом и в котором он сам выступал рассказчиком, состоялась в сентябре 2013 года на Кембриджском фестивале. Все мы, участвовавшие в качестве “говорящих голов”, побывали вместе с Хокингом, директором и продюсером фильма Стивеном Финниганом и еще множеством почетных гостей на приеме в Эммануэль-колледже, а затем потопали дальше, в кинотеатр Кембриджа Arts Picturehouse, тревожась о том, насколько глупо мы выглядим в фильме, который одновременно выйдет на экраны тридцати британских кинотеатров. Но оказалось, что ни один из нас не свалял дурака, а некоторые, в особенности сестра Стивена Мэри, справились блестяще. Замечательно вышло и интервью с Джейн Хокинг. Отзывы о документальном фильме были самые благожелательные, хотя некоторые и жаловались, что в нем недостаточно показан “Стивен Хокинг как человек”. Вскоре его запустили на Би-би-си и в жестоко урезанной версии – в Штатах, на Пи-би-эс.

Автобиография Хокинга “Моя краткая история”[501], изданная в том же сентябре, не слишком много добавляла к сведениям о “человеке”. Обозреватель Daily Mail писал: “Остается лишь гадать – когда автор пишет три слова в минуту, – о чем были бы те сотни и тысячи слов, которые остаются невысказанными. Конкретная информация о науке и несколько анекдотов – блестяще. Но чувства тем очевиднее, что они отсутствуют”[502]. На самом деле не совсем так. В этой книге Хокинг добавил несколько фраз к тому, что он говорил ранее о печальном завершении своего первого брака, и описал свой союз с Элейн Мейсон как “страстный и бурный”.

Физика в “Моей краткой истории” несколько обескураживает, особенно разговор о путешествии во времени. Хокинг посмеивается над научным жаргоном, ссылаясь на угрозу – вдруг некие враждебные народы умеют путешествовать в прошлое или будущее. “И вот, – пишет он, – мы маскируем свои цели, пуская в ход технические термины вроде “замкнутые истории частиц”, которые на самом деле означают путешествие во времени”. Но если Стивен не ошибается в расчетах, даже инопланетная цивилизация, намного более продвинутая, чем наша, не сумеет – исходя из законов физики – создать машину времени. Утешительно?

Особенно интересно читать в “Моей краткой истории” о единственном случае, когда Хокингу представилась возможность стать не теоретиком, а экспериментальным физиком. “Едва спасся”, по его выражению. В начале 1970-х годов, в Принстоне, он познакомился с Джозефом Вебером, который утверждал, что ему удалось наблюдать всплеск гравитационных волн. Хокинг отнесся к этому скептически. Гравитационные волны с достаточной энергией, чтобы их всплески зафиксировала аппаратура Вебера, могли возникнуть лишь при взрыве массивной звезды или слиянии двух черных дыр в нашей собственной галактике. Вероятность подобных событий в галактике по подсчетам составляет примерно один раз в столетие, а Вебер наблюдал один-два всплеска ежедневно. Если его утверждение соответствовало истине, это означало, что галактика теряет массу с такой скоростью, что уже должна была бы исчезнуть.

Вернувшись из Принстона в Англию, Хокинг вместе с Гэри Гиббонсом написал статью о том, как создать более чувствительный детектор гравитационных волн, и обратился в британский Совет по научным исследованиям за грантом для создания двух таких приборов. Гиббонс копался в старых военных запасах в поисках декомпрессионных камер, которые можно было использовать для получения вакуума, Хокинг подбирал подходящее место для наблюдений. Узнав, что над схожими проектами работают другие ученые, Хокинс и Гиббонс отозвали заявку на грант. Но интерес Хокинга к гравитационным волнам не иссяк. В “Моей краткой истории” он писал, что детекторы “в десять миллионов раз более чувствительные, чем аппарат Вебера, до сих пор не произвели достоверной регистрации гравитационных волн”[503]. Но они были так к этому близки!

Через неделю после выхода на экран автобиографического документального фильма “Хокинг” в Кембридже приступили к съемкам “Теории всего”. Университетский городок не привык, чтобы на его территории снимали художественные фильмы, но этот увлек всех. Студенты и жители Кембриджа выстраивались в очередь, чтобы записаться в массовку. Колледж Сент-Джонс, обычно не впускающий посторонних, распахнул двери перед артистами и операторами. Племянник моей подруги чуть не отказался от места в Оксфорде, поскольку начало семестра совпадало с тем моментом, когда он должен был поучаствовать – без слов – в одной сцене фильма. В первую очередь снимали эпизод с майским балом, и Хокинг пожелал в тот вечер появиться на съемочной площадке. Он въехал в темный сад, экран компьютера мерцал и подсвечивал его лицо, и тут начался фейерверк. “Самый эффектный выход, какой мне доводилось видеть!” – воскликнул Эдди Редмэйн.

Восьмого октября Питеру Хиггсу вручали Нобелевскую премию. В лекции на открытии выставки по Большому адронному коллайдеру в Лондонском музее науки Хокинг печально прокомментировал: “Физика была бы куда интереснее, если бы этот бозон не удалось обнаружить”[504]. Но Хиггс вполне заслужил премию, заверил он слушателей.

2014 – варианты Судного дня

2014 год Хокинг встретил у себя дома в Кембридже. В последний раз гостям довелось полюбоваться в саду фейерверком, в нескольких шагах от того места, где профессионалы из Epic Fireworks запускали петарды. Врач Хокинга тревожился: если ракета неудачно выстрелит в нашу сторону, спастись невозможно. На плащ Стивена сыпались искры, спутники заботливо их сбивали. Epic Fireworks снабдила Хокинга арсеналом петард, которые начальство университета вполне благоразумно запретило ему складировать у себя в кабинете. И тем не менее пиротехнические спектакли Хокинга из года в год затмевали салюты большинства колледжей в день майского бала.

К концу января Хокинга по медицинским причинам поместили под домашний арест. Никаких перелетов. Рассчитанный на три недели семинар по физике в Кукс-Бранче, ежегодно проводившийся под Хьюстоном в Техасе, снялся с места и перебрался в Англию, чтобы Хокинг мог принять в нем участие.

Семнадцатого января газета Cambridge News сообщила, что фонд, созданный американским миллиардером и другом Хокинга Деннисом Эйвери и его супругой Салли Вонг-Эйвери, предлагает шесть миллионов долларов для учреждения кафедры космологии имени Стивена Хокинга с условием, что жалованье профессора будет “равным или большим, чем среднее жалование и прочие бонусы”, получаемые учеными того же ранга и с равным стажем работы в департаменте прикладной математики и теоретической физики.

Треть суммы составляло основное жалованье, остальной капитал обеспечивал доплату до 67 тысяч фунтов в год, то есть профессор космологии должен был зарабатывать больше многих других кембриджских коллег. Послышались и возражения против такого обогащения “кого-то на самой вершине академической лестницы, в то время как подавляющему большинству научных сотрудников годами не повышают жалованье”. Также это пожертвование грозило стать неприятным прецедентом, когда дар увязывается с “особыми требованиями”. Высказывание Совета университета насчет того, как важно “время от времени приглашать ученых самого высокого международного уровня”[505], породило подозрения, что эта сумма специально предназначена для переманивания американских физиков, зарабатывающих больше, чем их коллеги в Великобритании. После долгих споров управляющий орган университета, Риджент-хаус, 25 февраля небольшим перевесом голосов (746 против 606) одобрил учреждение такой профессорской должности.

Тем временем газетные заголовки сообщали: Хокинг объявил, что “черных дыр не существует”. 22 января он разместил в интернете статью под названием “Сохранение информации и прогноз погоды для черных дыр”, написанную на основании беседы по скайпу в августе 2013 года со слушателями, собравшимися в Санта-Барбаре (Калифорния) в Институте теоретической физики имени Кавли[506]. Возможно, горизонта событий в том смысле, в каком мы привыкли о нем думать, не существует, рассуждал Стивен. “Отсутствие горизонта событий означает, – разъясняет он, – что не существует черных дыр в смысле таких систем, из которых свет не мог бы ускользнуть в бесконечность”.

Дискуссия была связана с неким явлением, именуемым “файервол черной дыры”. Джозеф Полчински из института Кавли и его коллеги высказывали предположение, что по законам квантовой физики горизонт событий должен быть областью экстремальных значений энергии, файерволом. Космонавт, падающий в черную дыру, не только растянется в макаронину, но и зажарится в уголек. Однако никто не любит обгорелые макаронины, и статья Хокинга доказывала, что квантовые эффекты вблизи черной дыры вызывают столь сильные пространственно-временные флуктуации, что никакие явные границы существовать не могут. Вместо горизонта событий Хокинг предложил “видимый горизонт”, реальную границу, на которой останавливаются пытающиеся вырваться из черной дыры лучи света. Видимый горизонт может в итоге раствориться и исчезнуть, и когда такое происходит, все, что было прежде заперто в черной дыре, вырывается наружу, “хотя и изрядно помятое”. Хокинг также высказал предположение, что видимый горизонт постепенно затягивается внутрь, но никогда не доходит до состояния сингулярности.

Зимой и весной 2014 года, когда ему были запрещены перелеты, Хокинг все же продолжал появляться перед жителями разных уголков мира с помощью телевидения. В сериале National Geographic “Вселенная будущего” он призывал молодых ученых исследовать самые фантастические научные идеи и инновации. В призыве фонда “Спасти детей” (Save the Children) мы слышим его машинный голос: “Дети Сирии не могут говорить за себя, вот почему я отдаю им свой голос. Что готовы дать им вы?” Он постоянно говорил о важности исследования, а со временем и колонизации космоса. Предостережения Хокинга о том, как в ближайшие века может ухудшиться ситуация на Земле, рисуют мрачную и пугающую картину постепенного вымирания человечества. Но в одной из серий National Geographic он выражает надежду, что XXI век станет “подлинно космическим веком” и лет через пятьдесят мы освоим луну, а к 2100 году будем жить и на Марсе.

Хокинг также проводил кампанию с целью обратить внимание всего мира на опасности, связанные с развитием искусственного интеллекта: “Создание искусственного интеллекта станет величайшим успехом в истории человечества, но, к сожалению, этот успех вполне может оказаться и последним”, – снова и снова предупреждал он[507]. К нему присоединились и другие голоса, подчеркивавшие, что искусственный интеллект – уже не элемент научной фантастики. Дэниел Дьюи из Института будущего человечества при Оксфордском университете сказал интервьюеру: “Сверхразумный искусственный интеллект, в случае если он направит свои способности на сбор ресурсов или самозащиту… может использовать наши инфраструктуры… и в итоге захватить ресурсы, от которых зависит наша жизнь, или же он может счесть, что мы представляем собой препятствие для осуществления его целей, и решит стереть нас с лица Земли. И тот и другой сценарий может привести к гибели человечества”[508].

Некоторые упрекали Хокинга в “ненужном и жестоком нагнетании страха”, но человек, мощью своего разума и видения переносившийся в прошлое, к моменту возникновения вселенной, и далеко в глубины пространства-времени, – человек, которому требовалось столько сил и решимости, просто чтобы оставаться в живых, – теперь направил свой взгляд в будущие эры, за пределами времени своей жизни, и надеялся, что его слава заставит многих прислушаться.

Но и позабавиться он, как и прежде, не отказывался. В мае вышло видео, в котором Хокинг с помощью сложных формул объяснял команде Англии, как повысить шансы на выигрыш в финале Кубка мира, намекая, что без такой помощи, “как говорят у нас, ученых, команда Англии не сумеет хлопнуть банджо по коровьей заднице”. На приеме во дворце Сент-Джеймс королева пошутила, что акцент-то у Стивена американский. В июне он осыпал комическими оскорблениями Джона Оливера в программе Last Week Tonight’s “Великие умы: люди, которые умеют думать”. В том же месяце он появился в лондонском O2 и принял участие в воссоединении старого состава Монти Пайтона в “Монти Пайтон жив (по большей части): один готов, осталось пятеро” (Monty Python Live (Mostly): One Down Five to Go). Обозреватель Элис Бонасио описывала это так: “Я с восторгом следила, как Брайан Кокс появляется на экране и принимается разбирать научные ошибки “Галактической песни”, и тут же его стирает в порошок профессор Стивен Хокинг собственной персоной, выкрикивает поношения – а Хокинга, распевающего последние строки песни, засасывает эфир”[509].

Двадцать шестого августа Хокинг принял участие в обливании ледяной водой (Ice Bucket Challenge) – участники по всему миру совершают этот дерзкий поступок, обливаясь водой со льдом, чтобы привлечь внимание к сборам в фонд Ассоциации больных боковым амиотрофическим склерозом. Вместо Хокинга этот ритуал исполняли его дети. “Я в прошлом году переболел пневмонией”, – пояснил Хокинг[510].

Несколько дней спустя Хокинг отправился на круизном судне на Тенерифе (Канарские острова), чтобы принять участие в необычном мероприятии под названием “Второй фестиваль Стармус”. В 2011 году Стивен активно содействовал организации Первого Стармуса, посвященного пятидесятилетию освоения космоса: космонавты и ученые, живущие по обе стороны бывшего Железного занавеса, вместе с музыкантами, художниками и другими знаменитостями отметили пятидесятую годовщину полета Юрия Гагарина. Ученые, которых попросили высказываться так, чтобы их речи были понятны и неспециалистам, оценили итоги пятидесяти лет исследования космоса и обсудили перспективы человечества в освоении этого пространства.

В 2014 году, на Втором Стармусе, Хокинг прочел две лекции: “Происхождение вселенной”, которой предшествовал видеомонтаж под тревожные гитарные риффы, и “Черные дыры” – великолепный финал завершающего дня. Эта лекция заканчивалась словами, которые сделались известным лозунгом: “Если попали в черную дыру, не сдавайтесь. Выход есть”[511], – и Хокинг заслужил самые бурные аплодисменты из всех участников фестиваля.

Накануне Второго Стармуса лекции и прочий материал первого фестиваля (2011) были опубликованы в виде красивого тома под названием: “Стармус: 50 лет человечества в космосе”. Хокинг написал предисловие к этому тому. Газеты сразу же подхватили очередную весть о приближающемся конце света: “Стивен Хокинг предупреждает, что частица Бога способна уничтожить вселенную”[512]… “Поиски бозона Хиггса могут разрушить наш мир”[513]. Неужто в ЦЕРНе выпустили на волю монстра?

В предисловии к “Стармус: 50 лет человечества в космосе” Хокинг писал, что если бозон Хиггса и топ-кварк обладают массой, как недавно подтвердили ученые, то вселенная находится в “метастабильном” состоянии. Опасно ли это?

Мяч, балансирующий на вершине горы, нестабилен. Представим, что он скатится в долину и остановится там. Теперь он стабилен… или нет? Находится ли долина у подножья горы или это альпийская долина, и у мяча есть возможность покатиться дальше? Если второе, то состояние мяча метастабильно. И наша вселенная сейчас оказалась именно в такой альпийской долине.

Согласно законам, управляющим вселенной, всякая система стремится к состоянию с наименьшей энергией. Это опять же похоже на мяч, катящийся по склону горы. И саму вселенную можно представить себе катящейся вниз по энергетическому склону. Она может остановиться на каком-то энергетическом уровне, в состоянии, которое мы уподобили мячу в альпийской долине, и пребывать в нем миллиарды лет. Но если это именно энергетическая долина, а не подножье горы, то состояние вселенной метастабильно. В какой-то момент она может покатиться дальше, к более низкому энергетическому уровню. В классической физике так не бывает, но с точки зрения квантовой физики, в которой происходят самые невероятные события, существует конечная вероятность, что благодаря туннельному эффекту вселенная покинет приютившую ее долину и начнет снова падать, еще ниже по энергетическому склону.

И что будет, если это произойдет? Учтите: после того как первоначально возник космос, когда вселенная остывала, все поля, из которых она состоит, обустроились в этой симпатичной горной расселине. Законы, управляющие нашей вселенной, той, которую мы знаем и которая делает возможным наше существование, применимы именно в этой долине. Законы, управляющие здесь веществом и энергией, подразумевают существование материи в виде атомов. Если вселенная покатится дальше, в новую долину или к подножью горы, эти законы изменятся. Существование атомов станет невозможным. Известные нам законы природы перестанут действовать. Вас и меня не будет.

Массы топ-кварка и бозона Хиггса дали ключ к этому состоянию. Когда исследователи их измерили, стало ясно, что наша вселенная находится в метастабильном состоянии – устойчивом, но все же не совершенно устойчивом. Мир, который мы знаем, и мы сами – все может исчезнуть внезапно, если вселенная начнет переход из одной метастабильной “лощины” в другую, с более низким энергетическим уровнем. Известные нам законы физики улетучатся со скоростью света. Утешительно знать, что расчеты, применявшиеся для того, чтобы определить, стабильно ли состояние вселенной или же метастабильно, также показывают, что в рамках квантовой физики наиболее вероятная продолжительность времени, которое вселенная проведет в одной метастабильной долине, прежде чем соскользнет в другую, возможно более стабильную, составляет триллионы лет. А главное, обнаружение бозона Хиггса никоим образом не ускоряет это падение, как и не является причиной метастабильного состояния вселенной[514]. Это открытие всего лишь указало нам, где мы находимся.

На фестивале Стармус в интервью, главным образом посвященном космическим путешествиям как нашей надежде на выживание, Хокинг решил прояснить то, что ему представлялось недоразумением: когда в “Краткой истории времени” он призывает “проникнуть в разум Бога”, подразумевается: “Мы узнаем все, что Бог знал бы, если бы он существовал, но его нет. Я атеист”[515]. Это уточнение, по-видимому, призвано слегка умерить наши амбиции в поиске абсолютного знания.

В конце октября Хокинг завел аккаунт в Facebook, впервые присоединившись к соцсетям. Первый его пост гласил: “Я всегда хотел знать, что заставляет вселенную существовать. Время и пространство, возможно, останутся загадкой навсегда, но это не останавливает мои поиски. Наши связи друг с другом за это время многократно умножились, и теперь, когда у меня есть такая возможность, я бы хотел разделить с вами эти приключения. Будьте любознательны – я знаю, что я таким буду всегда”. Пост быстро набрал 1,3 миллиона лайков, что никого, в общем-то, не удивило.

“Теория всего” вышла на экраны в декабре. Хокинг говорил, что ему приятно, что о нем сняли фильм, и хвалил игру Редмэйна. “Порой мне казалось, что он – это я”. “Да, именно так мы и жили”, – подтвердили дети Стивена Энтони Маккартену. Джейн Хокинг превозносила игру Фелисити Джонс до небес.

Хокинга пригласили на предварительный закрытый просмотр, и он потратил почти десять минут, пока писал отзыв. Эти десять минут “ужасно извели нас, – признавался Маккартен. – Мы ждали его слов в молчании, но его слова оказались благожелательными. Он сказал, что это “в целом правда”. А потом – что это на удивление честный рассказ о его первом браке”[516]. Редмэйн и Фелисити Джонс получились настолько близки к реальным Стивену и Джейн Хокинг, насколько этого вообще можно ожидать от актеров. Готовясь к фильму, Редмэйн общался с больными БАС, наблюдая воочию, каково жить с этим неуклонно развивающимся недугом. Так ли важна точность во второстепенных деталях? Нескольких друзей Хокинга слили в один образ. Два ключевых события в жизни Хокинга – выпускной экзамен в Оксфорде, от которого зависело его будущее, и открытие излучения Хокинга – открытие, которое поначалу приняли в штыки, а затем повсеместно признали, – затронуты мимоходом. Полностью выпал важный для семьи год в Пасадене (Калифорния). Приступ болезни, в результате которого Стивен лишился голоса и едва не лишился жизни, перенесен из Женевы в Бордо, и знаковый эпизод происходит в опере, которую зрители должны принять за байройтскую, хотя на самом деле это не так. Но неужели стоит упрекать Джеймса Марша и Энтони Маккартена за то, что местами их сюжет немного отклоняется от буквального изложения? Например, за то, что они превратили великолепно срежиссированный майский бал в сцену, когда в жизни героев происходит романтический поворот, и этот бал на экране вышел намного пышнее, чем его справляли в Тринити-колледже в 1960-е годы. Или за то, что они перенесли сцену, когда Стивену становится дурно, в здание оперы – ведь это позволило снять драматический эпизод: Стивена выносят из зала под душераздирающую музыку Вагнера. Хокинг, возможно, и предпочел бы, чтобы так случилось на самом деле. Фильм подчас описывали как “благодушно-сентиментальный”, но многое в жизни семьи Хокингов далеко от благодушия и сентиментальности. Хотя создатели фильма постарались передать, как сказывалось на браке и близких совокупное давление недуга, преданности науке и растущей славы, все же они избегали показывать более темные и сложные стороны жизни и характеров этих двух замечательных людей и их отношений. Тем не менее это прекрасный фильм, и каждый, кто его видел, подтвердит, что Редмэйн заслужил премию Британской академии кино.

В декабре, посмотрев фильм о себе, Хокинг дал понять, что охотно сместится к другому концу спектра и сыграет “злодея в фильме о Джеймсе Бонде”. По его мнению, искусственный голос и инвалидное кресло делали его идеальным кандидатом на такую роль.

2015 – возвращение к “пылающим окраинам мира”

Год 2015 начинался вроде бы тихо. Стивен Хокинг все еще занимал важный пост руководителя исследований в Центре теоретической космологии. Он являлся в свой кабинет в департаменте прикладной математики и теоретической физики почти ежедневно. И все же ему исполнилось 73 года, и он уже несколько лет не брал новых аспирантов. Сулит ли ему новые открытия в этом году привычка “следовать за своим чутьем”? Кто знает?

На пенсию он выходить не планировал, не отпугнула его и произошедшая в октябре авария экспериментального галактического корабля Enterprise компании Virgin. В феврале Хокинг участвовал в торжественном приеме нового галактического корабля Virgin. В том же месяце он горячо поздравил Эдди Редмэйна с Оскаром и вновь появился в “Теории большого взрыва”, теперь как таинственный “тролль из интернета”. Вскоре он опробовал новую стрим-технологию, с помощью которой ему предстояло в апреле читать лекцию в Австралии, в сиднейской Опере, не лично, а в виде голограммы, и приблизился вплотную к осуществлению своей мечты сыграть злодея в фильме о Джеймсе Бонде – сыграл аналогичную роль в рекламе “Ягуара”.

Традиционная конференция в Кукс-Бранче обрела новый дом в Грейт-Брэмптон-хаусе, английской усадьбе поблизости от границы с Уэльсом, между Херефордом и Хэй-он-Уай. Хокинг и Малькольм Перри прибыли туда в середине марта и услышали лекцию Эндрю Стромингера из Гарварда, из которой, как они сразу поняли, проистекали существенные следствия для парадокса исчезновения информации в черной дыре. Перри вспоминал, как он и Стромингер “говорили, говорили часами, засиживаясь допоздна, а Стивен по большей части слушал, лишь изредка комментируя”. Позднее Стромингер пояснял: “Аргумент [Хокинга о парадоксе исчезновения информации] часто критиковали самым нелепым образом, и, по моему мнению, он совершенно справедливо отмахивался от подобной критики. Но этот мой довод он выслушал и вроде бы сразу согласился, что в нем ключ”[517].

Летом, когда зонд НАСА New Horizons пролетел мимо Плутона, Хокинг устроил “Плутонову вечеринку”. Всем было велено явиться в маскарадном наряде, изображающем какое-нибудь небесное тело. Малькольм Перри явился в официальном костюме. Что это за небесный объект? Он заглянул сюда по дороге в другое место, пояснил Перри, в точности как New Horizons, летевший дальше мимо Плутона. Сам Хокинг нарядился “Плутоном, владыкой подземного царства”, а один из внуков дополнил образ, нарисовав огромного пса Цербера – картину поставили возле инвалидного кресла. Под конец вечера, выбравшись на темную аллею, Хокинг попросил немного подождать с фейерверком и прочел краткую лекцию о необходимости исследовать Солнечную систему. Никто б не мог описать эту сцену лучше, чем сделала Люси Хокинг в статье для Radio Times:

Вот перед нами мужчина в инвалидном кресле, с накладной белой бородой, одетый богом подземного мира, у его ног трехголовый бумажный пес, этот человек запускает шутихи и пугает прохожих требованием “не полагать границ человеческому вдохновению” (тонкий намек на отсутствие граничных условий), а вокруг него все мы в самых странных костюмах.

“Благо это Кембридж… никто не вызвал полицию”, – подытоживает Люси[518].

В августе Хокинг и Перри поехали в Стокгольм на конференцию, организованную физиком Лаурой Мерсини-Хоутон, ее университетом (университетом Северной Каролины – Чэпел-Хилл) и Скандинавским институтом теоретической физики (NORDITA). Здоровье Стивена заметно улучшилось, и он убедил врачей отпустить его в Швецию. В Стокгольме он провозгласил перед коллегами и огромной аудиторией любителей физики новую теорию черных дыр. Вскоре все заговорили об “открытии Хокинга”, “новом прорыве Хокинга”, и потребовалось время, чтобы внести поправку: к этому открытию причастны также Стромингер и Перри.

К январю 2016 года, когда они втроем опубликовали статью “Мягкие волоски на черных дырах”, Перри уже приглашали во все края света читать лекции и обсуждать теорию. Для непосвященных Стромингер разъяснил основные идеи в Scientific American[519]. Попробую и я, на основании бесед с Перри, их совместной научной статьи, стокгольмских лекций Хокинга и интервью Стромингера, достаточно просто изложить, о чем тут шла речь.

Небольшое предисловие: вакуум – состояние с наименьшим значением энергии, которое можно себе представить, и раньше предполагалось, что любые виды вакуума, то есть “состояния с нулевой энергией”, одинаковы. Если вы возьмете вакуум и добавите к нему фотон, обладающий некоторой энергией, вы получите уже не “состояние с нулевой энергией”, а новое квантовое состояние. Не вакуум. Но что, если к вакууму добавить фотон, не имеющий энергии, – частицу с нулевой энергией – “мягкий” фотон? Все фотоны обладают собственным моментом, как если бы они вращались, или спином, его вы и добавите к вакууму, но никакой энергии не добавите, а значит, вакуум останется вакуумом. Стромингер провел расчеты, чтобы понять, будет ли это состояние с нулевой энергией новым, другим – или тем же самым, – и обнаружил, что состояние должно быть другим. Его исследование показало, что существует бесконечное разнообразие вакуумов. Они отличаются друг от друга наличием мягких частиц.

Черные дыры тоже могут иметь различное количество мягких фотонов или мягких гравитонов. Вспомните выводы пятой главы: горизонт событий черной дыры сферичен. Сила тяжести и искривление пространства-времени не позволяют ничему из него ускользнуть. Даже фотоны, движущиеся со скоростью света, остаются взаперти. А значит, сфера состоит из лучей света. В любой точки сферы находится луч света. Эти лучи света друг друга не касаются, они скользят вверх и вниз относительно друг друга. Это явление называется “супертрансляция”. Но происходит ли что-нибудь? Представьте пучок соломинок. Необычных соломинок – бесконечно длинных. Вы двигаете их вдоль друг друга. Вы что-то делаете? Да, утверждают Стромингер, Перри и Хокинг. На самом деле – примите на веру, без математических формул – одно и то же явление можно описать двумя разными способами: один вариант – “добавить мягкую частицу в черную дыру”, другой – супертрансляция. Какое бы объяснение вы ни выбрали, каждый раз, когда частица пересекает горизонт, горизонт слегка смещается.

Супертрансляция – не новая для физиков идея. Она обсуждалась начиная с 1960-х годов, но прежние обсуждения касались световых лучей на границе пространства-времени, где-то в бесконечности. Теперь, с учетом всего сказанного выше, вернемся к фотону с нулевой энергией. Что еще следует из этого обсуждения? Свет можно рассматривать либо как частицы (фотоны), либо как волны. Если вы видели диаграмму электромагнитного спектра, то помните, как по мере продвижения к “красному краю” спектра, за пределы воспринимаемого человеческим глазом к инфракрасному или радиоизлучению, энергия убывает, а длина волны увеличивается. Продолжайте продвигаться, и энергия упадет до нуля, а длина волны станет настолько большой, что можно считать, частица находится на границе пространства-времени.

Нечто схожее происходит с частицами на границе черной дыры, только тут речь идет о границе не пространства-времени, а черной дыры. Поскольку все материальные частицы обладают массой и подчиняются закону всемирного тяготения, любая попадающая в черную дыру частица добавляет к ней мягкий гравитон или, может быть, некоторое количество мягких гравитонов. Мягкие фотоны и гравитоны, добавляемые к черной дыре, мы можем считать находящимися на горизонте событий черной дыры. То есть получается своего рода записывающее устройство: мягкие фотоны и гравитоны обладают информацией о том, что происходит в черной дыре, и они остаются жить на горизонте событий. В стокгольмской лекции Хокинг сказал: “Суть в том, что супертрансляции – это голограммы проникших внутрь частиц. Поэтому они содержат всю информацию, которая иначе была бы утрачена”.

Как мы видели, Стромингер обнаружил, что не все состояния с нулевой энергией идентичны: добавление мягкой частицы приводит к изменению состояния. Также и черные дыры не одинаковы, они различаются в зависимости от того, что хранится на их горизонтах, а то, что хранится на горизонте, репрезентирует все то, что упало вовнутрь дыры. Если сравнить две черные дыры, отличающиеся лишь на один мягкий фотон, это все же будут две разные черные дыры. Когда эти дыры испарятся, это тоже произойдет по-разному.

Есть ли какие-либо доказательства в пользу того, что Хокинг, Перри и Стромингер правы? Да, но никто не путешествовал внутрь черной дыры, чтобы это проверить. Перри указывает две возможности[520]:

1. Обнаружение “гравитационной памяти”. Вспомните разговор о детекторах гравитационных волн в главе 19. Когда гравитационная волна проходит либо через LIGO (на Земле), либо через LISA (предстоит построить в космосе), позиции двух зеркал (LIGO) или двух космических кораблей (LISA) слегка смещаются относительно друг друга. Если после того, как гравитационная волна пройдет, они не вернутся в прежнее положение, это и будет доказательством правоты Хокинга, Перри и Стромингера.

2. Корректное вычисление энтропии черной дыры (см. главу 6) в этом новом контексте.

Другие теоретики высказываются осторожно, но заинтересовало это очень многих.

Даже если в итоге окажется, что Хокинг, Перри и Стромингер не сумели решить парадокс исчезновения информации в черной дыре, они расширили понимание роли, которую играют мягкие частицы, и обнаружили тонкие соответствия и симметрии между силами природы. Остается еще такой вопрос: когда что-то падает в черную дыру, сохраняется ли запись в точности о том, что это было? “Я составил список из тридцати пяти проблем, – писал Стромингер. – Каждая займет много месяцев. Отличный период в жизни физика-теоретика: есть вещи, которые мы не понимаем, но можно проделать определенные расчеты, которые непременно прольют свет на эти вопросы”. В числе прочего требовалось выяснить “нечто более крупное и многообещающее, но и более загадочное, чем супертрансляции, – суперротации. Мы ведь не просто двигаем лучи света взад-вперед, мы меняем их местами”[521].

Под конец 2015 года, в декабре, кампания, запущенная Хокингом и другими и направленная на пробуждение в обществе интереса и даже обеспокоенности в связи с развитием искусственного интеллекта, принесла свои плоды: Кембриджский университет объявил о создании центра Леверхульма по изучению будущего интеллекта, где будут исследоваться различные последствия появления ИИ – от исчезновения профессий до выживания человеческого рода в целом.

2016 – дымящийся пистолет

Двадцать шестого января и 2 февраля Хокинг читал престижные Ритовские лекции – эти лекции ежегодно проводятся в прямом эфире и продолжают традицию образовательных радиопередач, заложенную Джоном Ритом (лордом Ритом), первым гендиректором Би-би-си. В этих лекциях Хокинг рассказал историю исследования черных дыр и описал свое участие в ней. Он высказал предположение, что решение парадокса исчезновения информации может быть связано с идеей Ричарда Фейнмана, что у вселенной нет какой-то единственной определенной истории, а есть множество различных возможных историй (глава 18), а затем предложил новое решение – “супертрансляции”, – которое всего тремя неделями ранее опубликовал вместе с Перри и Стромингером. “Смотрите в оба”, – призывал он слушателей. СМИ более всего заинтересовались рассуждением Хокинга о том, что достаточно большая вращающаяся черная дыра могла бы оказаться односторонним туннелем в другую вселенную. Подчеркивая эпитет “односторонняя”, Хокинг признался слушателям, что хотя он и увлечен возможностью путешествовать в космосе, “этот путь я бы пробовать не стал”.

В своих Ритовских лекциях Хокинг обошелся с Богом мягче, нежели обычно. Он напомнил знаменитый ответ Лапласа на вопрос Наполеона, как Бог вписывается в предложенную ученым картину мира: “Я не нуждаюсь в этой гипотезе”. И прокомментировал: “Не думаю, что Лаплас таким образом утверждал, что Бога безусловно нет, но он отрицал вмешательство, приводящее к нарушению законов науки. И это правильная позиция для ученого”[522].

Не прошло и недели, как 11 февраля появились новости о великом, долгожданном открытии, прорыве, словно специально приуроченном к лекциям Хокинга о черных дырах. Эта история началась, как положено, давным-давно, в далекой-далекой галактике. Две черные дыры (с массой, равной 29 и 36 массам Солнца) столкнулись на скорости, примерно равной половине скорости света, и слились в единую черную дыру, причем часть их массы превратилась в энергию, излученную в виде всплеска гравитационных волн. Эти волны путешествовали через космос 1,3 миллиарда лет и достигли LIGO в 5.51 утра по стандартному Восточному времени 14 сентября 2015 года. Затем эта информация тщательно анализировалась почти пять месяцев, и Дэвид Рейце, исполнительный директор лаборатории LIGO, объявил на пресс-конференции: “Дамы и господа, мы обнаружили гравитационные волны. Мы сделали это!”[523] Это открытие стало первым прямым свидетельством существования черных дыр. Прежде имелись теоретические доказательства и косвенные результаты наблюдений, но это была прямая улика, “дымящийся пистолет”.

LIGO состоит из двух детекторов, как на рисунке 19.1, расположенных в штатах Вашингтон и Луизиана. Ожидалось, что гравитационные волны удастся наблюдать почти – но не совсем – одновременно на обоих детекторах, когда волны будут огибать землю. Ничего подобного не удалось обнаружить в период с 2002 года, когда LIGO вступил в строй, и до 2010-го, когда его закрыли для существенного обновления. И эти вложения практически сразу же окупились, когда гравитационная волна GW150914 достигла детектора в Луизиане. Через сотую долю секунды она была зафиксирована и в Вашингтоне. Такая последовательность (сначала юг, потом север) означала, что источником было событие, произошедшее в южной половине неба.

Хокинг горячо поздравил старого друга Кипа Торна и команду LIGO, подчеркнув важность этого открытия для будущего астрономии: “До сих пор в исследовании вселенной мы пользовались световыми волнами, радиоволнами и другим электромагнитным излучением. Гравитационные волны обеспечивают совершенно новый способ всматриваться во вселенную”[524].

Сет Флетчер из Scientific American уточнил: “Радиоастрономия привела к открытию радиогалактик, квазаров и астрофизических черных дыр. Обнаружение гравитационных волн также может изменить весь научный поиск, поскольку с него начинается эра, когда ученые будут использовать гравитационные волны так, как до сих пор использовали электромагнитную радиацию, – как инструмент для наблюдений за космосом”[525].

Хокинг добавил: “Мы можем надеяться обнаружить черные дыры в истории вселенной. Шкала астрономических расстояний, основанная на черных дырах, будет предельно точной и дополнит существующие шкалы расстояний основанные, к примеру, на сверхновых… Возможно, мы увидим даже остатки очень ранней вселенной во время Большого взрыва с максимально возможными энергиями”[526]. Наблюдавшиеся к тому моменту свойства системы, по-видимому, подкрепляли сформулированное в 1970 году предсказание Хокинга: когда две черные дыры сливаются, область, занятая новой черной дырой, оказывается не меньше или даже больше, чем сумма площадей исходных черных дыр. Ожидались новые наблюдения, которые более надежно подтвердили бы это предсказание[527].

Март выдался сравнительно тихий. В июне ожидался референдум по Брекситу, и Хокинг заклинал сограждан не покидать Европейский союз, но многие остались глухи к его призывам. Когда старого учителя математики из Сент-Олбанса включили в короткий список премии для преподавателей от фонда Варки, Хокинг воздал должное “мистеру Тахта” (см. главу 3): “На его уроках всегда царило оживление. Можно было спорить о чем угодно. Вместе мы сконструировали мой первый компьютер. Благодаря Дикрану Тахта я стал профессором математики в Кембридже, заняв кафедру, некогда принадлежавшую Ньютону. Когда любой из нас думает о том, чего ему удалось достичь, с большой вероятностью в этом достижении он обнаружит немалую заслугу какого-нибудь учителя”[528]. Также в пользу инновационного обучения Хокинг разрешил использовать свой аватар в Science Kombat – видеоигре, где восемь ученых используют по шесть “базовых навыков” и по два “специальных”: секретным оружием Чарльза Дарвина является эволюция, суперспособность Марии Кюри – радиоактивность, у Стивена Хокинга, разумеется, в резерве имеются черные дыры. Игроки должны соединить “суперспособности” каждого персонажа с той областью науки, где прославился этот персонаж[529].

Весной лондонское издательство Transworld занялось подготовкой приложения, которое привлекло бы новый круг читателей к великому бестселлеру “Краткая история времени”. Хокинг переработал несколько глав для приложения, включив туда новейшие свои соображения об отсутствии граничных условий, темной энергии, информационном парадоксе, вечной инфляции, фоновом микроволновом излучении и открытии гравитационных волн. Приложение вышло в сентябре 2016 года.

“Рано или поздно нам придется обратить взгляд к звездам”

Во вторник 12 апреля Хокинг присоединился к китайской социальной сети Weibo и за час набрал там более миллиона друзей и подписчиков. К выходным их число возросло до 3,4 миллионов. Первая его запись открывалась словами: “Приветствую моих друзей в Китае. Давно пора”. Далее он упоминал свои поездки в Китай и заканчивал так: “Надеюсь на этой странице рассказать вам больше о своей жизни и работе, а в ответ узнать больше о вас”[530]. Затем последовал замечательный ответ на вопрос о китайском философе Чжуан-цзы: “Как узнать, в реальности мы живем или во сне, – мы этого не знаем и, наверное, не сможем узнать! Чжуан-цзы во сне стал бабочкой – возможно, потому, что он любил свободу. Возможно, я вижу во сне вселенную, а потом гадаю, не снюсь ли я вселенной. Мы должны стремиться к пониманию фундаментальных вопросов бытия. И тогда, возможно, мы узнаем, реальны ли бабочка – и вселенная – или они только часть наших снов”[531].

В тот же вторник Хокинг вместе с русским физиком-миллиардером Юрием Мильнером и основателем Facebook Марком Цукербергом выступил с заявлением, более дерзновенным, чем все, что нам доводилось слышать с тех пор, как в мае 1961 года президент США Джон Кеннеди возвестил о плане отправить человека на Луну. Breakthrough Starshot, по словам Хокинга, – это космическая программа, которая отправит тысячи крошечных “нанозондов” на расстояния в 2000 раз большие, чем когда-либо преодолевал космический корабль, и скорость их будет всего в пять раз меньше скорости света. “С помощью световых лучей, солнечных парусов и легчайших космических аппаратов еще на глазах нынешнего поколения мы запустим миссию к Альфе Центавра”, – обещал он[532].

Идею, что сверхмощные лазеры могут стать двигателями запускаемых в космос объектов, впервые выдвинул американский физик, космоинженер и автор научной фантастики Роберт Форвард. Тогда это звучало скорее как сюжет научно-фантастической книги, чем как практический план, – слишком велики были технические проблемы, но сама идея опиралась на прочные научные основания, и сорок лет спустя благодаря прогрессу в использовании лазера, миниатюризации, микроэлектронике и нанотехнологии научная фантастика готова сбыться. Первая подлинно инновационная идея, задействованная в Starshot: нет необходимости, чтобы система, движущая космический корабль, путешествовала вместе с ним. Эта система может быть чрезвычайно большой, тяжелой и мощной, чтобы производить мультигигаваттный лазерный луч, и она может оставаться на Земле. Согласно теории относительности, хотя свет не имеет массы, он обладает импульсом, поэтому свет, ударяя в зеркало, оказывает на него небольшое давление. Если свет чрезвычайно ярок, а зеркало почти ничего не весит, такое давление способно сдвинуть зеркало с места.

Космический зонд без двигателей и запаса топлива весь-то может быть с почтовую марку. Зак Манчестер из Гарварда уже продумал спутники такого размера, и вполне вероятно, что на кремниевом “звездном чипе” разместятся крохотная камера, компьютер, лазер для коммуникации и капля плутония, чтобы и на борту имелся запас энергии. Этот нанозонд также получит парус, размерами намного превосходящий основную часть. Филип Лубин из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, член команды Starshot (его исследования послужили толчком для первых этапов проекта), считает, что парус должен отражать волну лишь одной длины, посылаемую лазером, а для всех остальных волн быть прозрачным. Толщина паруса составит всего лишь несколько десятков атомов. Вместе корабль и парус будут иметь массу всего пять граммов. Эти крошечные парусники вынесет в космос корабль-матка и там будет выпускать их один за другим, дожидаясь момента, когда лазерный луч с Земли подхватит парусник и направит в нужную сторону.

Находящаяся на Земле система будет состоять из множества лазеров, установленных в пустыне на большой высоте. Для запуска требуется луч мощностью 100 гигаватт, который ударит в паруса нанофлота – за десять минут парусники одолеют треть пути до орбиты Марса, причем находящиеся на их борту лазеры будут посылать информацию обратно пусковой установке. Менее чем за двадцать лет флотилия доберется до ближайших звезд.

Очевидны и серьезные трудности, с которыми предстоит иметь дело международной компании, взявшейся за этот амбициозный проект (на сегодняшний день в команду входят 25 знаменитых ученых). Как защитить несущееся на сверхскоростях наносудно от воздействия межзвездной пыли и прочих космических объектов? Как уберечь от космического излучения микрочипы, весьма чувствительные к высоким дозам радиации? Как наделить кораблики функцией самовосстановления на случай, если им будет нанесен какой-то ущерб? Как сфокусировать луч, чтобы он не повредил спутники или не натворил иных бед в космосе? Надо также учесть, что в земной атмосфере свет рассеивается, значит, лишь малая доля лазерного излучения достигнет парусов нанофлота[533].

И еще одна проблема – добыть денег. В отличие от всех прочих крупных космических программ Starshot полагается на частное финансирование. Мильнер оценивает стоимость проекта в сумму от пяти до десяти миллиардов долларов. Сам он вложил сто миллионов в качестве начальных инвестиций и вместе с Цукербергом активно привлекает новых спонсоров.

Если все это осуществится, Стивен Хокинг и я (мы одногодки) и наши современники вполне могли бы дожить до запуска первой нанофлотилии – через двадцать лет, – но едва ли мы еще будем тут, когда парусники достигнут Альфы Центавра и тем более когда первый сигнал оттуда вернется на Землю (еще плюс четыре года). Однако многие читатели этой книги, скорее всего, своими глазами увидят плоды вдохновенных теорий, научного труда и финансовых вложений[534]. “Земля – чудесное место, – говорит Хокинг, – но ее не хватит навсегда. Рано или поздно нам придется обратить взгляд к звездам. Миссия Starshot – первый и очень обнадеживающий шаг на этом пути”[535].

В июне он совершил не столь дальнее путешествие – на Тенерифе, снова на круизном судне. Там проходил Третий фестиваль Стармус. Стармус-I был посвящен памяти советского космонавта Юрия Гагарина. Стармус-III – впечатляющее изобилие звука, света, музыки и научных лекций, обращенных к неспециалистам, – проходил под девизом “Раздвигая горизонты: приношение Стивену Хокингу”. Собралось более 1200 участников – ученые, космонавты, нобелевские лауреаты общались с популяризаторами науки, музыкантами и теми счастливцами из разных стран, кому повезло добыть билет. Годом ранее Хокинг предложил Лондонскому королевскому обществу учредить медаль имени Стивена Хокинга “За популяризацию науки”, и теперь эта медаль впервые вручалась на Стармус-III: “Увлекая умы всех читателей, от школьников до политиков и пенсионеров, популяризаторы сумели ввести науку в повседневную жизнь. Благодаря тому, что наука приходит к людям, люди приходят в науку. Это важно для меня, для вас, для всего мира”[536].

Первых трех лауреатов Стивен отобрал сам. От научного сообщества – физика-теоретика Джима Аль-Халили из Университета Суррея, от кино – научно-документальный фильм “Страсти по частицам”, от искусства – композитора Ганса Циммера. Стармус-III завершился зрелищно и бурно: рок-группа Anathema играла пинкфлойдовскую “Keep Talking”. Эта песня призывает всех в этом мире, где мы отчуждены друг от друга, продолжать разговор. В контексте Стармуса, когда на сцене в лучах рампы сидел Хокинг, этот призыв звучал особенно волнующе. Кто бы мог, слушая песню, не подумать: вот человек, которому все с большим трудом дается каждое слово, и тем не менее он продолжает страстно участвовать во всемирной борьбе за справедливость, права человека и будущее человечества. Эта песня словно заклинала его не сдаваться и вместе с тем напоминала о важнейшей работе популяризаторов науки – тех, кого Хокинг только что отметил наградой, их коллег во всем мире.

За месяц до того, как Хокинг отправился на Стармус-III, во время вручения премии фонда BBVA Frontiers of Knowledge, Хокинг вернулся к одной из тем, которые поднимал на открытии Паралимпийских игр 2012 года: одной лишь науки мало для того, чтобы осознать положение человечества и найти решения наших проблем. Необходимо продолжать научные исследования, но также необходимо, чтобы широкие массы людей были информированы и ответственны – тогда они смогут достойно применить научные открытия:

Научное исследование поверяется данными экспериментов и наблюдений, и нам требуется такая же интеллектуальная честность в общественной жизни, когда мы беремся за глобальные проблемы. Существуют большие и важные вопросы, которые требуют ответа, а для этого нужно новое поколение, заинтересованное, увлеченное и разбирающееся в науке. Я надеюсь, что наука и технология даст нам ответы на эти вопросы, но чтобы воплотить решения, понадобятся люди, человеческие существа, обладающие знанием и пониманием[537].

После семидесяти Стивен Хокинг направлял почти все свои силы на те проблемы, которые считал основными для выживания человечества, но при этом и продолжал работу на передовых рубежах науки, на пылающих окраинах мира, как их назвал Уилер.

Похвальное слово своему учителю Дикрану Тахта Хокинг начал так: “Все растет из семени любви. У кого-то это любовь к музыке, любовь к истории. Для меня такой любовью стала наука”. И так продолжалось всю жизнь.

“Смотрите в оба”, вот именно!