Чтение онлайн

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] .

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] .

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] .