Стивен Хокинг. Непобедимый разум  - Китти Фергюсон

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.

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].

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.