Стивен Хокинг. Непобедимый разум  - Китти Фергюсон

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].